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Physik Gase Armin und Vincent
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Zustandsänderung von Gasen
von Vincent & Armin
Reale Gase
Reale Gase
Reale Gase bestehen wie alle Stoffe aus Atomen und Molekülen. Sie kommen im der Natur auf natürliche Weise ohne Einfluss von Menschen vor.
Die Temperatur, den Druck oder das Volumen dieser Gase zu beschreiben bzw. zu bestimmen ist sehr kompliziert weshalb man in der Physik und in der Chemie das Modell des idealen Gases verwendet.
https://www.lernhelfer.de/schuelerlexikon/physik/artikel/gesetz-von-amontons
https://www.leifiphysik.de/suche?search_api_fulltext=Gase
Eigenschaften
* Alle Stoffe (Gase) bestehen aus kleinen Teilchen.
* Zwischen den Teilchen wirken anziehende und abstoßende Kräfte.
* Die Teilchen eines Gases befinden sich in ständiger Bewegung.
https://www.lernhelfer.de/schuelerlexikon/physik-abitur/artikel/reale-gase-und-das-modell-ideales-gas
Beispiel
Alle Gase die in der Natur vorkommen sind reale Gase wie zB. Wasserstoff (H2), Stickstoff (N) und Kohlenstoffdioxid (CO2).
Ideale Gase
Ideale Gase
Ideale Gase sind reale Gase die vereinfacht wurden damit man sie in der Physik und in der Chemie besser beschreiben und zum rechnen nutzen kann. Es handelt sich also um eine Modellvorstellung. Im Modell des idealen Gases gibt es nur elastische Stöße zwischen den einzelnen Gasteilchen und keine anderen Wechselwirkungen.
https://www.lernhelfer.de/schuelerlexikon/physik/artikel/gesetz-von-amontons
https://www.leifiphysik.de/suche?search_api_fulltext=Gase
Beispiel
Ideale Gase existieren nicht in der Wirklichkeit weshalb es kein konkretes Beispiel gibt. Für Rechnungen mit zB. den Gasen: Helium (He), Neon (Ne) und Xenon (Xe) nutzt man ideales Gas.
Eigenschaften
-Teilchen eines Gases werden als Massepunkte betrachtet, denen zwar eine Masse, aber kein Volumen zugeordnet wird. Es handelt sich also um das Modell des Massepunkt.
-Zwischen den Teilchen treten keine Kräfte auf die anziehend oder abstoßend wirken könnten.
-Die Stöße zwischen den Teilchen untereinander erfolgen vollkommen elastisch.
https://www.lernhelfer.de/schuelerlexikon/physik-abitur/artikel/reale-gase-und-das-modell-ideales-gas
Gesetz von Boyle-Mariotte
Gesetz von Boyle-Mariotte
Allgemein:
Das Gesetz von Boyle-Mariotte besagt dass wenn die Teilchenzahl N und die Temperatur T konstant bleiben, verändert sich der Druck umgekehrt proportional zum Volumen.
Andersrum gilt dasselbe.
Das bedeutet in einfachen Worten:
- wenn sich der Druck verdoppelt, halbiert sich das Volumen
und
- wenn sich der Druck halbiert, verdoppelt sich das Volumen
So eine Zustandsänderung nennt man auch Isotherm
https://www.leifiphysik.de/waermelehre/allgemeines-gasgesetz/grundwissen/gesetz-von-boyle-und-mariotte
Robert Boyle
Robert Boyle war ein irischer Naturforscher welcher am 25. Januar 1627 geboren und am 30. Dezember 1691 gestorben ist.
Er ging mit 8 Jahren ins Eton College
Seine Fachgebiete waren die Physik und Chemie.
Er studierte ebenfalls die Werke von Galileo Galileis.
https://www.chemie.de/lexikon/Robert_Boyle.html
https://happyhappybirthday.net/de/age/robert-boyle-person_sxxlx
Edme Mariotte
Edme Mariotte war vorerst ein französischer geistlicher, welcher später sich auf Naturwissenschaften fokussiert hat, u. a. mit optischen Erscheinungen sowie mit Flüssigkeiten und Gasen.
Beide Naturwissenschaftler wurden mit dem bereits erwähntem "Gesetz von Boyle-Mariotte" berühmt.
Edme Mariotte
https://www.lernhelfer.de/schuelerlexikon/physik/artikel/edme-mariotte
https://alchetron.com/Edme-Mariotte
Mathematischer Hintergrund
Mathematischer Hintegrund
Als Formel sieht dieses Gesetz folgendermaßen aus:
p ~ (1/V) was bedeuted, dass der Druck P umgekehrt proportional zu 1/Volumen ist.
bzw.
p * V ist konstant
p1/V1 = p2/V2
in einfachen Worten, wenn sich der Druck verdoppelt (halbiert), halbiert (verdoppelt) sich das Volumen.
wichtige Formeln und Zeichen:
p = Druck
~ = proportional
V = Volumen
T = Temperatur
Links: Volumen beträgt 4 und der Druck 2 Bar
Rechts: Volumen halbiert sich (2) also verdoppelt sich der Druck auf 4 Bar
Gesetz von Gay -Lussac
Gesetz von Gay-Lussac
Das Gesetz von Gay-Lussac besagt, dass eine festgesetzte Menge Teilchen N und einem konstantem Druck p, eine Temperaturveränderung zu einer Volumenveränderung führen.
Diese Zustandsänderung nennt man auch isobare Zustandsänderung.
Hierbei ist das Volumen V einfach proportional zur Temperatur T.
https://www.leifiphysik.de/waermelehre/allgemeines-gasgesetz/grundwissen/gesetz-von-gay-lussac
Joseph Louis Gay-Lussac
Joseph Louis Gay-Lussac wurde 1778 geboren und ist 1850 gestorben.
Er studierte in Paris und unterrichte danach Physik. 1804 bestimme er die magnetischen Kräfte der Erde indem er Ballonfahrten machte.
1809 erstellte er das Gay-Lussacs Gasgesetz.
https://www.wissen.de/lexikon/gay-lussac-louis-joseph
https://www.uni-ulm.de/fileadmin/website_uni_ulm/nawi.inst.251/Didactics/thermodynamik/INHALT/LUSSACGT.HTM
Mathematischer Hintegrund
Mathematischer Hintergrund
V~T Volumen ist proportional zur Temperatur
V/T ist konstant das bedeutet
V1/T1 = V2/T2
in einfachen Worten, wenn sich das Volumen verdoppelt (halbiert, verdreifacht), verdoppelt (halbiert, verdreifacht) sich die Temperatur ebenfalls.
https://www.leifiphysik.de/waermelehre/allgemeines-gasgesetz/grundwissen/gesetz-von-gay-lussac
Gesetz von Amontons
Gesetz von Amontons
Das Gesetz von Amontons zeigt, dass der Druck idealer Gase bei gleichbleibendem Volumen und gleichbleibender Stoffmenge proportional zur Temperatur ist. Das bedeutet je höher die Temperatur eines Gases, desto größer ist der Druck in ihm.
Ein Beispiel hierfür ist eine mit Gas gefüllte Lampe die sich nicht ausdehnen kann, wird es wärmer steigt auch der Druck in der Lampe.
https://www.leifiphysik.de/waermelehre/allgemeines-gasgesetz/grundwissen/gesetz-von-amontons
https://de.dreamstime.com/photos-images/alte-gas-lampe.html
Mathematischer Hintergrund
Als Formel sieht dieses Gesetz folgendermaßen aus:
Mathematischer Hintegrund
Der Druck ist proportional zur Temperatur. Wie bei der zweiten Formel zu sehen, sind Druck und Temperatur konstant bzw. gleich. Wenn die Temperatur steigt, steigt also auch der Druck.
wichtige Formeln und Zeichen:
p = Druck
~ = proportional
V = Volumen
T = Temperatur
https://www.leifiphysik.de/waermelehre/allgemeines-gasgesetz/grundwissen/gesetz-von-amontons
Guillaume Amontons
https://images.app.goo.gl/8BAfMRtPfPGasiYM9
Guillaume Amontons war ein französischer Physiker der am 31. August 1663 in Paris geboren wurde und am 11. Oktober 1705 gestorben ist.
Er hatte keine universitäre Ausbildung aber befasste sich mit Mathematik, Naturwissenschaften und Astronomie.
Während seiner Laufbahn entdeckte er die bei idealen Gasen gültige Proportionalität von Druck und Temperatur bei konstantem Volumen. Durch diese Entdeckung war es ihm möglich das „Gesetz von Amontons“ zu entwickeln.
Guillaume Amontons
https://de.m.wikipedia.org/wiki/Ideales_Gas
Zustandsgleichung von Gasen
Die allgemeine Zustandsgleichung von Gasen setzt sich von allen bisherigen Gasgesetzen zusammen.
Daraus entsteht folgende Formel:
V~(T/p)
oder
(p*V)/T
Beim berechnen wird mit idealem Gas gerechnet um es zu simplifizieren.
Die Formel schließt sich aus dem Gesetz von Boyle und Mariotte welches besagt, dass das Volumen V proportional zu 1/p ist und aus dem Gesetz von Gay-Lussac welches besagt, dass das Volumen V proportional zur Temperatur T ist.
Da V proportional zu 1/p und T ist, ist V auch proportional zu (1/p)*T
Zustandsgleichung
https://www.leifiphysik.de/waermelehre/allgemeines-gasgesetz/grundwissen/allgemeines-gasgesetz
https://www.studyhelp.de/online-lernen/thermodynamik/thermische-zustandsgleichung-des-idealen-gases/