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Gasgesetze
Einführung in die Gasgesetze, Teil 2
15.) Boyle´s Gesetz
15.) Boyles Gesetz
16.) Charles Gesetz
16.) Charles Gesetz
17.) Das Gesetz von Gay Lussac
Das Gesetz von Gay Lussac
18.) Das allgemeine Gasgesetz.
18.) Das allgemeine Gasgesetz
19.) Die allgemeine Gaskonstante
19.) Die allgemeine Gaskonstante
20.) Individuelle Gaskonstanten.
20.) Individuelle Gaskonstanten
21.) Das griechische Alphabet.
21.) Das griechische Alphabet
15.) Boyle´s Gesetz.
Wenn man das Volumen eines Gases verkleinert (z.B. durch einen Kolben zusammenpresst), so erhöht sich der Druck in gleichem Maße., wenn die Temperatur dabei konstant bleibt. Halbiert man das Volumen, so verdoppelt sich der Druck.
1
2
1
2
P x V = konstant
Wenn man Vakuum erzeugt, also den Druck sehr stark erniedrigt, dann expandieren Gase zu enormen Volumen (entsprechend Boyle's Gesetz). Dies geschieht auch mit absorbiertem Gas, z.B. aus Fingerabdrücken oder Schmutz.
bei gleicher Anzahl von Molekülen (Temperatur konstant gehalten)
16.) Charles Gesetz
Das Volumen eines Gases verändert sich mit der Temperatur. Wird das Gas kälter, verringert es sein Volumen; wird es wärmer, so dehnt es sich aus.
T in Kelvin
Wenn sich die Temperatur verdoppelt, so verdoppelt sich auch das Volumen, vorausgesetzt der Druck bleibt konstant.
( bei gleicher Anzahl von Molekülen und konstant gehaltenem Druck )
Untersucht man Charles' Gesetz noch genauer, so gelangt man zu einer noch genaueren Beziehung zwischen Gasvolumen und Temperatur, dem Gesetz von Gay-Lussac:
17.) Das Gesetz von Gay-Lussac:
Wenn die Temperatur eines Gases sich von 0 Grad Celsius um 1 Grad nach oben oder unten verändert, so vergrößert oder vermindert sich sein Volumen um 1/273stel seines ursprünglichen Wertes.
Lord Kelvin gelangte über dieses Gesetz zu seiner Skala für die absolute Temperatur.
Zusammenfassung:
Boyles Gesetz
beschreibt also den Zusammenhang zwischen Volumen und Druck, wobei dieTemperatur und die Masse (Anzahl der Teilchen) konstant gehalten werden muss.
Carles Gesetz
beschreibt den Zusammenhang zwischen Volumen und Temperatur, wobei der Druck und die Masse konstant bleiben müssen.
Avogadro´s Gesetz
beschreibt den Zusammenhang zwischen Volumen und Masse, wobei die Temperatur und der Druck konstant bleiben müssen.
Faßt man nun diese drei Gesetze zusammen, so gelangt man zum allgemeinen Gasgesetz:
18.) Das allgemeine Gasgesetz.
(Ny) ist das Einheitszeichen für die Stoffmenge in mol bzw. kmol
Das allgemeine Gasgesetz unterliegt keiner Einschränkung, wie die Gesetze von Charles, Boyle und Avogadro.
Die Temperaturen in Charles' Gesetz und im allgemeinen Gasgesetz werden in Kelvin eingesetzt.
p =
Druck
N/m = Pa
1 bar = 10 Pa
V =
Volumen
m
T =
Temperatur
K
=
Mol
mol
R =
allgemeine Gaskonstante
(siehe unten)
2
3
5
19.) Die allgemeine Gaskonstante
1 J (Joule) = 1 Nm = 1 Ws
20.) Individuelle Gaskonstanten.
Teilt man die allgemeine Gaskonstante durch die relative Molekülmasse (molare Masse) des entsprechenden Gases, so erhält man die individuelle Gaskonstante Ri:
Tabelle 6
Individuelle Gaskonstanten für verschiedene Gase. (J/kg. K)
Individuelle Gaskonstanten für verschiedene Gase. (J/kg. K)
Gas
Ri
Luft
287
Argon
208
Helium
2079
Wasserstoff
4116
Stickstoff
297
Sauerstoff
260
Wasserdampf
461
R - 12
68,7
R - 22
96,1
Wenn man Berechnungen mit einem bestimmten Gas durchführen will, so benutzt man das allgemeine Gasgesetz mit der individuellen Gaskonstanten Ri.
21.) Das griechische Alphabet.
Für Berechnungen werden häufig zweckmäßig die folgenden äquivalenten Werte benutzt:
R = 83,14 mbar x l / mol x K
R = 8,314 x 10.. mbar x l / kmol x K
R = 8,314 x 10..Pa m../ kmol x K
R = 8,314 x 10.. mbar x l / kmol x K
R = 8,314 x 10..Pa m../ kmol x K
4
3
3
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