Zustandsänderung
von
Gasen
Durch äußere Einflüsse auf eine abgeschlossene Gasmenge können sich die Zustandsgrößen ändern.
p
1, V
1, T
1p
2, V
2, T
2Dp, DV, DT Zustandsänderung
► p-V-T Zustandsdiagramm
Jeder Punkt der Fläche (p;V;T) entspricht einem bestimmten Zustand des Gases
Fallunterscheidung:
T=konstant → isotherme ZÄ V=konstant → isochore ZÄ p=konstant → isobare ZÄ Der Zustand einer geschlossenen Gasmenge kann in einem
3-dimensionalen Zustandsdiagramm veranschaulicht werden.
(1) Isotherme Zustandsänderung
Beispiel: langsames Komprimieren oder Expandieren eines Gases in einem Zylinder.
T = konstant
𝑝1 ∙ 𝑉1 = 𝑝2 ∙ 𝑉2 = 𝑘𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡
𝑝 ~ 1 𝑉 p
V T1 T2
T3
► Hyperbel
T1 < T2 < T3
„Gesetz von
Boyle u. Mariotte“
(T als Parameter)
p nimmt zu
p nimmt ab
Robert Boyle
Edeme Mariotte
(T1 = T2)
V nimmt ab
V nimmt zu
(2) Isochore Zustandsänderung
Beispiele:
Druckbehälter (Gasflaschen)
Autoreifen
(näherungsweise) Sprayflaschen V = konstant
𝑝1
𝑇1 = 𝑝2
𝑇2 = 𝑘𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡 p ~ T
p
T d p
V1 V2
V3
V1 > V2
„Gesetz von Amontons“
Guillaume Amontons
(Volumen als Parameter) (V1 = V2)
> V3
- Gasthermometer
(3) Isobare Zustandsänderung:
Beispiele:
- Erwärmung/Abkühlung der Zimmerluft
- Luftdruckausgleich in der Atmosphäre …
p = konstant
𝑉1
𝑇1 = 𝑉2
𝑇2 = 𝑘𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡 V ~ T
V
T p1
d V
p2 p3
p1 > p2
„Gesetz von
Gay-Lussac“
(Druck als Parameter)
Joseph Louis Gay-Lussac
Bestimmung des
absoluten Nullpunktes der Temperatur !
(p1 = p2)
Dd Dh (DV)
> p3
