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SG030 Ideales Gas

reales Gas

Temperatur

Glossar 

Physik für Schülerinnen und Schüler

Viele reale Gase verhalten sich bei nicht zu kleinen Temperaturen wie ideale Gase. Besonders bei Helium-Gas kann man zu sehr tiefen Temperaturen übergehen ohne dass es vom Verhalten eines idealen Gases abweicht.

Die meisten realen Gases verflüssigen aber unterhalb einer bestimmten Temperatur (und werden bei noch tieferen Temperaturen sogar fest), oder auch bei erhöhtem Druck. Nur weit oberhalb dieses Verflüssigungspunktes verhalten sie sich näherungsweise wie ein ideales Gas.

Was ist nun das Besondere eines idealen Gases? Bei idealen Gasen ist eine potenzielle Energie infolge gegenseitiger Wechselwirkungen der Gasteilchen gegenüber ihrer mittleren kinetischen Energie vernachlässigbar. Alle idealen Gase verhalten sich gleichartig; sie sind durch Druck p, Volumen V und Temperatur T eindeutig bestimmt. Es gilt:

          p·V/T = = n·R = konstant            

Dabei ist: p Druck in Pa, V Volumen in m3, T absolute Temperatur in K, n Molzahl in mol, R allgemeine Gaskonstante R =  8,314 J/(K·mol.

Das ist das allgemeine Gasgesetz. Verdoppelt man bei konstanter Temperatur das Volumen, sinkt der Druck auf die Hälfte ab. Verdoppelt man die Temperatur bei konstantem Volumen, so steigt auch der Druck auf das doppelte an.

Früher hat man das bei He genutzt und damit ein sehr genau arbeitendes Thermometer gebaut, das bis zu wenigen K oberhalb des absoluten Temperaturnullpunkt Temperaturen messen konnte. Denn He wird erst bei ca. 4 K flüssig. Heute stehen andere Möglichkeiten zur Verfügung.

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( September 2013 )