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Erforderliche Grundlagen

Hast du Probleme, die Lerneinheit Zustandsgleichung realer Gase: Virialgleichung zu verstehen? Dann fehlen Dir vielleicht folgende Grundlagen:

Ideale GaseLevel 120 min.

ChemiePhysikalische ChemieThermodynamik

Bei Gasen wurde recht früh versucht, eine Beziehung zwischen den Zustandsvariablen Druck, Temperatur und Volumen zu finden. Eine solche war erforderlich, um chemische Reaktionen mit Gasen quantitativ untersuchen zu können, denn die Bestimmung der Gasmenge mit der Waage hatte wegen der geringen Gasdichte einen hohen Fehler. Das gut messbare Volumen andererseits ist von Druck und Temperatur abhängig.

Kinetische DruckformelLevel 120 min.

ChemiePhysikalische ChemieThermodynamik

Auf der Basis des kinetischen Gasmodells wird in elementarer Weise mittels der klassischen Mechanik eine Gleichung hergeleitet, die den Gasdruck auf die molekularen Größen Zahl, Masse und Geschwindigkeit der Gasteilen zurückführt.

Zustandsgleichung realer Gase: van der Waals'sche GleichungLevel 130 min.

ChemiePhysikalische ChemieThermodynamik

Die van der Waals'sche Gleichung ist historisch die erste Zustandsgleichung, mit der das reale Gasverhalten bis hin zur Kondensation zur Flüssigkeit mathematisch beschrieben werden konnte. Sie ist das Musterbeispiel einer Gleichung, die durch das Zusammenwirken von Chemie, Physik und Mathematik entsteht, die qualitativ eine richtige Deutung elementarer Naturvorgänge erlaubt und die quantitativ zu näherungsweise gültigen Zahlenergebnisse führt, also hier dem pVT-Verhalten realer Gase. Obwohl ihre praktische Bedeutung heute gering ist, gehört sie zum Allgemeinwissen jedes Chemikers. Das Nachvollziehen ihrer Entstehung und die Anpassung an die Realität ist von größter didaktischer Bedeutung beim Erlernen naturwissenschaftlicher Methodik.