Welcher Bewegungsspielraum ist für die beweglichen Auflager der Brücke zu berücksichtigen?

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1 Ü 4. Längendehnung einer Autobahnbrücke Bei 0 beträgt die Länge einer Autobahnbrücke 60. Die eperaturschwankung beträgt -0 i Winter bis zu +4 i Soer. Der Wäredehnungskoeffizient des bei der Brückenkonstruktion verwendeten Stahls beträgt α 0-6 /. Welcher Bewegungsspielrau ist für die beweglichen Auflager der Brücke zu berücksichtigen? L ϑ L 0 L 4 ( + α Δϑ) L / ( 4 ( 0 ) ) Ü 4. Flächendehnung einer Zinkplatte Eine Zinkplatte (α Zink 90-6 / ) von.7 ² wird von 0 auf 0 erwärt. Wie groß ist die Flächenänderung? 0 ΔA.7 ( + α Δϑ) ΔA A0 ΔA A α Δϑ 0.% von A A Ü 4. herische Dehnung eines Zylinderkopfes Ein aus Aluiniu gegossener Zylinderkopf hat bei 0 ein oluen von.6 ltr. Wie groß ist die relative oluenzunahe bei einer eperaturerhöhung auf 98? α Al.70-6 / (aus ab 4.) ( 98 0 ) α + α Die relative oluenzunahe beträgt 0.4% Ü 4.4 oluenänderung von Benzin In den leeren ank eines Fahrzeuges, der ein oluen von 60 ltr. hat, wird Benzin eingefüllt, das eine eperatur von 0 hat. I Laufe des ages wird ein eperaturanstieg auf 4 erwartet. U welche enge Benzin uß die Füllenge unter de axialen ankvoluen bleiben, wenn nichts infolge der eperaturerhöhung ausfließen soll? Seite von

2 Δ γ Δϑ ( + γ Δϑ) it γ Benzin.060- (aus ab. 4.4) ergibt sich Δ 0 Δ Δ γ Δϑ + γ Δϑ Δ.07ltr. + γ Δϑ Ü 4. Berechnung der Gaskonstanten von Eine asse von.6 nit bei eine Druck von p,0 bar eine eperatur von 9 ein oluen.89 ³ ein. Gesucht ist die Gaskonstante R..89 v Pa p v R Ü 4.6 Isochore Erwärung von Stickstoff Ein Stahltank enthält 7.84 ³ Stickstoff bei eine Druck p.7 bar und einer eperatur von ϑ 9.. Infolge von Schweißarbeiten an der Außenhaut steigt die eperatur auf ϑ 48. Gesucht sind die - Stickstoffasse N, - olzahl n, - Druck p nach der Erwärung Die Gaskonstante von Stickstoff R 96.8 [/] kann aus ab. 4., die olasse von Stickstoff N 8.04 [/] aus ab.. entnoen werden. Die Stickstoffasse N ergibt sich aus der Zustandsgleichung des idealen Gases: Seite von

3 p.7 0 Pa R 96.8 ( ) Die olzahl n berechnet sich aus de Quotienten von asse zu olasse.46 n Das oluen des Stahltanks kann als konstant angenoen werden, d.h. es liegt bei der Erwärung eine isochore (d0) Zustandsänderung vor, also gilt v v Aus der Zustandsgleichung für ideale Gase folgt p v R p v R bzw. p p ( ) p p.7 0 Pa ( ) Pa.96bar Ü 4.7 Isobare Erwärung von Heliu Heliu wird isobar (d.h. dp0) von ϑ - auf ϑ 84 erwärt. Gesucht ist die prozentuale oluenzunahe. Für p const. ergibt sich aus der Zustandsgleichung für ideale Gase: it + Δ ergibt sich die oluenänderung zu + Δ Δ 00% ( ) ( + 7.) 00%.9% Seite von

4 Ü 4.8 Isothere opression von ideale Gas Ein voluen von 0.47 ³ wird isother (d 0) von p.06 bar auf p 8.7 bar kopriiert. Gesucht ist das oluen nach der opression. Bei isotheren Zustandsänderungen ergibt sich aus der Zustandsgleichung für ideale Gase p p p.06 0 Pa p Pa Ü 4.9 Die Zusaensetzung von unter Noralbedingungen besteht aus ca. -Stickstoff: 78 % (oluen) - Sauerstoff: % - Argon: % Gesucht sind - olasse - Gaskonstante R - Dichte i Norzustand ρ n - Partialdrücke der oponenten p i olassen der oponenten (N ) 8.04 / (O ).9988 / (Ar) / olasse der ischung r + r N N O O Physikalischer Norzustand n 7..0 bar.0 0 Pa p n + r Ar Ar Standardatosphäre ( ) p 0.0 bar.00 Pa. /³ ρ Gaskonstante der ischung ergibt sich aus der olasse und der universellen Gaskonstanten R : 84. R R Dichte i Norzustand berechnet sich aus der Zustandsgleichung des idealen Gases Seite 4 von

5 R n vn pn.00 Pa ρ n.9 v n Partialdrücke der oponenten Stickstoff: p r p bar bar Sauerstoff: p r p 0..0 bar 0.66 bar Argon: p r p bar 0.00bar Ü 4.0 Für eine Sättigungsteperatur von sind für Wasser folgende Größen zu bestien: - Sättigungsdruck p s - Spezifische oluina auf der Siede- und aulinie v' und v'' - Spezifisches oluen v für einen Dapfgehalt von x 7% Die Dapftafel von Wasser liefert für ϑ die Werte: - Sättigungsdruck: p s( ) bar - Spezifische oluina auf der Siede- und aulinie: v' ³/ v'' 4.40 / Das spezifische oluen v ergibt sich aus der Definition des Dapfgehalts v v + x ( v v ) ( ) Seite von