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Physik

Thermodynamik von Gasen

Steckbrief

Die Thermodynamik von Gasen benutzt die thermodynamischen Zustandsgrößen Druck, Volumen und Temperatur und beschreibt den Zusammenhang zwischen diesen Größen, und zwar bevorzugt in sogenannten „idealen Gasen“.

Beschrieben wird dieser Zusammenhang durch die Zustandsgleichung, auch allgemeine Gasgleichung genannt:

Equation

Dabei ist:

Equation = Druck, Equation = Volumen, Equation = Molzahl, Equation = universelle Gaskonstante (8,314 J K–1 mol–1), Equation = Temperatur

Es gibt verschiedene Zustandsänderungen:

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    Ideale Gase

    Ideale Gase sind Gase, bei denen durch elastische Stöße Impuls und Energie ausgetauscht werden, jedoch zwischen den Partikeln keine Wechselwirkungen wie z.B. anziehende intermolekulare Kräfte vorhanden sind. Sie bleiben im gasförmigen Zustand bis 0 K. Das ist wie bei den idealen Flüssigkeiten eine Modellvorstellung. Reale Gase haben eine Wechselwirkung zwischen den Partikeln, und diese drückt sich in der Kondensation und in Phasenübergängen bei tiefen Temperaturen aus. Viele Gase und insbesondere die Edelgase verhalten sich nahezu ideal über einen weiten Temperaturbereich.

    Allgemeine Gasgleichung

    Der Zustand eines idealen Gases ist vollständig durch die genannten Zustandsgrößen Druck Equation, Volumen Equation und Temperatur Equation beschrieben. Er wird durch die Zustandsgleichung (allgemeine Gasgleichung) ausgedrückt:

    Equation

    Hier ist die Molzahl und ist die : = 8,314 J K mol.

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      zuletzt bearbeitet: 31.05.2023
      Fachlicher Beirat: Prof. Dr. Dr. Hartmut Zabel, 23.01.2022
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