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Ideales Gas

Die allgemeine Gasgleichung

Die drei Gesetze von Charles und Gay-Lussac, Boyle-Mariotte sowie Avogadro lassen sich zur sogenannten allgemeinen Gasgleichung (ideales Gasgesetz) zusammenfassen. Dabei wird der Zustand eines idealen Gases einer reinen Substanz durch vier Parameter, die sogenannten Zustandsgrößen oder Zustandsvariablen, eindeutig beschrieben: Druck p , absolute Temperatur T , Stoffmenge n und Volumen V . Es genügt dabei, drei Variablen anzugeben, da die vierte durch die Gasgleichung festgelegt ist.

Gesetz
p V = n R T R = allgemeine Gaskonstante

Da das Volumen linear mit der Stoffmenge wächst, ist es häufig sinnvoll, das molare Volumen V m zu verwenden. Molare Größen werden in der Physikalischen Chemie häufig verwendet. Sie werden im Allgemeinen mit dem Index m bezeichnet. Durch Einsetzen des molaren Volumens vereinfacht sich die allgemeine Gasgleichung zu:

Gesetz
p V m = R T mit V m = V n

Allgemein ist das molare Volumen von reinen Stoffen (fest, flüssig oder gasförmig) nur eine Funktion des Druckes und der Temperatur:

V m = f ( p , T )

Diese sogenannte thermische Zustandsgleichung gibt den Zusammenhang zwischen Volumen, Druck und Temperatur wieder. Sie besagt außerdem, dass es zu einer bestimmten Temperatur und einem bestimmten Druck nur ein bestimmtes Volumen gibt. Dieses Volumen ist unabhängig vom Weg, auf dem es erreicht wird.

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