10c-Druck und Gasgesetz

Gasgesetz bei konstanter Temperatur (Boyle-Mariotte)

Bei diesem Gesetz bleibt die Temperatur des Gases gleich. Wenn man die Temperatur festhält, zeigen Druck und Volumen ein klares Verhalten: Sie verändern sich gegensätzlich. Wird das Volumen kleiner, steigt der Druck. Wird das Volumen größer, sinkt der Druck. Der Grund ist die Bewegung der Gasteilchen. In einem kleineren Raum stoßen sie häufiger gegen die Gefäßwand, was den Druck erhöht. In einem größeren Raum stoßen sie seltener, wodurch der Druck sinkt. Die Beziehung zwischen Druck und Volumen lautet: p · V = konstant Dieses Gesetz hilft zum Beispiel zu verstehen, warum eine Luftpumpe immer schwerer zu drücken ist, je mehr Luft man komprimiert. Die Teilchen haben weniger Platz und erzeugen mehr Druck.

$p_1\cdot V_1 = p_2\cdot V_2$

Gasgesetz bei konstantem Volumen (Amontons)

Hier bleibt das Volumen des Gases unverändert. Das heißt, das Gas befindet sich in einem geschlossenen Behälter, dessen Größe sich nicht ändern kann. Wenn man die Temperatur erhöht, bewegen sich die Gasteilchen schneller. Die Teilchen prallen dadurch häufiger und kräftiger gegen die Wände. Der Druck steigt. Wenn man die Temperatur senkt, bewegen sich die Teilchen langsamer. Die Stöße werden schwächer und seltener. Der Druck sinkt. Deshalb gilt: p / T = konstant Ein praktisches Beispiel ist ein Fahrradreifen. An warmen Tagen steigt der Druck im Reifen, obwohl man nichts daran verändert hat. Die höhere Temperatur lässt die Luftteilchen schneller werden und dadurch steigt der Druck.

$\frac{p_1}{T_1} = \frac{p_2}{T_2}$

Gasgesetz bei konstantem Druck (Gay-Lussac)

In diesem Fall bleibt der Druck eines Gases gleich. Damit der Druck konstant bleibt, muss sich das Volumen anpassen, sobald sich die Temperatur verändert. Wird das Gas erwärmt, bewegen sich die Teilchen schneller und brauchen mehr Platz. Das Volumen wächst. Wird das Gas abgekühlt, verlieren die Teilchen Energie, bewegen sich langsamer und benötigen weniger Platz. Das Volumen schrumpft. Die Beziehung zwischen Volumen und Temperatur lautet: V / T = konstant Ein anschauliches Beispiel ist ein Heißluftballon. Wenn die Luft im Inneren erhitzt wird, dehnt sie sich aus. Das größere Volumen sorgt dafür, dass der Ballon aufsteigen kann.

$\frac{V_1}{T_1} = \frac{V_2}{T_2}$

Allgemeines Gasgesetz

Das allgemeine Gasgesetz verbindet die drei wichtigen Gasgrößen miteinander: Druck, Volumen und Temperatur. Jede Veränderung an einer dieser Größen führt zu Veränderungen bei den anderen beiden. Die Gasteilchen sind ständig in Bewegung. Höhere Temperatur lässt sie schneller werden, was wiederum Druck oder Volumen beeinflusst. Kleineres Volumen zwingt die Teilchen enger zusammen, was den Druck erhöht. Das allgemeine Gasgesetz fasst alle Einzelaussagen der Gasgesetze in einer Formel zusammen: p · V / T = konstant Dieses Gesetz ist vielseitig einsetzbar. Es erklärt, wie Gase in Spraydosen reagieren, warum Wetterballons mit zunehmender Höhe größer werden oder wie Verbrennungsmotoren arbeiten. Es ist eine Art Grundregel für das Verhalten von Gasen in vielen Alltagssituationen.

$\frac{p_1 V_1}{T_1} = \frac{p_2 V_2}{T_2}$