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ZustandsgleichungZoomA-Z

Fachgebiet - Allgemeine Chemie

Mathematische Formulierungen der gegenseitigen Abhängigkeiten der Zustandsgrößen Druck, Volumen und Temperatur, die insbesondere für Gase entwickelt wurden. Die Zustandsgleichung idealer Gase ergibt sich aus der Beziehung des Boyle-Mariotte'schen und des Gay-Lussac'schen Gesetzes:

pV=nRTn=StoffmengeR=allgemeine Gaskonstante

Durch Einführung der Van-der-Waals-Konstanten und anderer Faktoren lässt sich die Gleichung auch auf reale Gase anwenden.

Lerneinheiten, in denen der Begriff behandelt wird

Ideale GaseLevel 240 min.

ChemieAllgemeine ChemieGase

Gase kommen in vielen Reaktionen vor, deshalb ist die Betrachtung des Verhaltens von Gasen wichtig. Den Zustand der Moleküle und Atome, die sich in einem Gaszustand befinden bezeichnet man als regelose Bewegung. Boyle-Mariotte und Gay-Lussac stellten Gleichungen zum Verhalten von Gasen auf. Für den Grenzfall gilt das ideale Gasgesetz, auf das in dieser Lerneinheit weiter eingegangen wird.

Thermische ZustandsgleichungLevel 130 min.

ChemiePhysikalische ChemieThermodynamik

Eine Zustandsgleichung stellt eine mathematische Verknüpfung mehrerer Zustandsvariablen dar, formuliert als explizierte oder implizierte Funktion. Im Fall der Zustandsvariabeln Stoffmenge, Druck, Temperatur und Volumen liegt eine thermische Zustandsgleichung vor. Als einführendes Beispiel wird das ideale Gasgesetz behandelt.

Zustandsgleichung realer Gase: VirialgleichungLevel 120 min.

ChemiePhysikalische ChemieThermodynamik

Bei hohen Gasdichten bestehen beträchtliche Abweichungen vom idealen Gasverhalten. Die Messwertewerte für das molare Volumen, Temperatur und Druck erfüllen nicht mehr die Zustandsgleichung idealer Gase. Die Ursache liegt in den Anziehungs- und Abstoßungskräften zwischen den Gasteilchen. Die Virialgleichung ist ein theoretischer Ansatz für die Zustandsgleichung realer Gase, in dem die Abweichungen vom idealen Gasverhalten als unendliche Potenzreihe bezüglich der Gasdichte oder des Drucks formuliert wird. Ihre Anwendbarkeit in der Praxis ist allerdings begrenzt, da der Reihenwert in der Regel nur bis bis zum dritten oder vierten Term berechnet werden kann.