Gase, kinetische Korpuskulartheorie und Gasgesetze
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Gase: Eigenschaften und Messgrößen
Gase haben folgende Eigenschaften, die im Internationalen System (SI) gemessen werden:
- Volumen: Wird in Kubikmetern (m³) gemessen.
- Temperatur: Wird in Kelvin (K) gemessen.
- Druck: Definiert als die Kraft, die ein Gas auf die Wände seines Behälters ausübt. Wird in Pascal (Pa) gemessen.
Kinetische Korpuskulartheorie der Gase
Die kinetische Korpuskulartheorie, angewendet auf Gase, besagt Folgendes:
- Gase bestehen aus Teilchen, die sich in ständiger, ungeordneter Bewegung (Brownsche Bewegung) befinden und voneinander getrennt sind.
- Die Teilchen bewegen sich zufällig und stoßen miteinander und mit den Wänden des Behälters zusammen.
- Gase füllen das gesamte Volumen des Behälters aus, in dem sie sich befinden.
- Je schneller sich die Teilchen bewegen, desto höher ist die Temperatur des Gases.
Gasgesetze
Boyle'sches Gesetz
Bei konstanter Temperatur ist das Volumen eines Gases umgekehrt proportional zum Druck. Das bedeutet:
- Wenn der Druck steigt, verringert sich das Volumen.
- Wenn der Druck sinkt, erhöht sich das Volumen.
Formel: P₁V₁ = P₂V₂ (wobei P = Druck und V = Volumen)
Charles'sches Gesetz
Bei konstantem Druck ist das Volumen eines Gases direkt proportional zur absoluten Temperatur. Das bedeutet:
- Wenn die Temperatur steigt, erhöht sich das Volumen.
- Wenn die Temperatur sinkt, verringert sich das Volumen.
Formel: V₁/T₁ = V₂/T₂ (wobei V=Volumen und T=Temperatur in Kelvin)
Gay-Lussac'sches Gesetz
Bei konstantem Volumen ist der Druck eines Gases direkt proportional zur absoluten Temperatur. Das bedeutet:
- Wenn die Temperatur steigt, erhöht sich der Druck.
- Wenn die Temperatur sinkt, verringert sich der Druck.
Formel: P₁/T₁ = P₂/T₂ (wobei P = Druck und T = Temperatur in Kelvin)
Allgemeine Gasgleichung (Ideales Gasgesetz)
Die allgemeine Gasgleichung kombiniert die Beziehungen zwischen Druck, Volumen und Temperatur:
Formel: PV = nRT (wobei P = Druck, V = Volumen, T = Temperatur, n = Stoffmenge, R = Ideale Gaskonstante)