Das Verhalten von idealen Gasen bei unterschiedlichen Bedingungen erweckte zum Ende des Jahrhunderts besonderes Interesse. Ein ideales Gas ist eine Modellvorstellung zur Beschreibung von realen Gasen. Dazu wurden über die Zeit unterschiedliche Gasgesetze entwickelt, die unter verschiedenen Bedingungen gelten:. Diese Gasgesetze wurden in der idealen Gasgleichung zusammengefasst. Wenn Du Dich näher dafür interessierst, kannst Du mehr dazu im Artikel zum idealen Gas nachlesen. Die Gasgesetze bildeten das Fundament für ein neues Teilgebiet der Physik — die Wärmelehre. Darauf basierend wurden allerdings nicht nur Ingenieur-Meisterwerke wie die Dampfmaschine entwickelt. Vielmehr war es nun auch möglich, das alltägliche Verhalten von Gasen zu erklären. Dass Dein Luftballon sich bei tieferen Temperaturen zusammenzieht und wieder ausdehnt, sobald die Temperatur steigt, hat an sich nichts mit dem Ballon zu tun. Beispielsweise funktioniert es auch genauso gut mit einer Plastikflasche:. Legst Du eine leere, fest verschlossene Plastikflasche ins Gefrierfachso zieht sie sich in der Kälte zusammen. Die geschlossene Flasche legst Du dann für einige Minuten in die Gefriertruhe. Dabei reichen schon bis zu fünf Minuten aus, damit sich das Gas zusammenziehen kann. Dieses Verhalten lässt sich dadurch erklären, dass die Flasche tatsächlich gar nicht leer, sondern mit Luft gefüllt ist. Bei Luft handelt es sich um ein Gasgemisch, das hauptsächlich aus Stickstoff, Sauerstoff, Kohlenstoffdioxid und einem 2 Gay Lussacsches Gesetz Herleitung Anteil Edelgase zusammengesetzt ist. Vereinfacht lässt sich Luft wie ein ideales Gas beschreiben. Dabei werden zum einen die Wechselwirkungen der Gasteilchen untereinander und zum anderen ihr Eigenvolumen vernachlässigt. Die Geschwindigkeit der Teilchen hängt wiederum von der Gastemperatur ab, da die Gastemperatur die mittlere kinetische Energie definiert. Dies kannst Du wie folgt zusammenfassen:. 2 Gay Lussacsches Gesetz Herleitung genau die kinetische Energie von der Temperatur des Gases abhängt, kannst du im Artikel kinetische Gastheorie nachlesen. Dass sich Gase mit zunehmender Temperatur ausdehnen und beim Abkühlen wieder zusammenziehen, wird beispielsweise in einem Gasthermometer ausgenutzt. Der einfachste Aufbau eines Gasthermometers besteht aus einem, mit Gas gefüllten Glasröhrchen. Das Röhrchen wird mit einem Quecksilbertröpfchen verschlossen, damit das Gas nicht entweichen kann:. Da hier die Grundfläche vom Röhrchen konstant bleibt, folgt die Proportionalität zwischen Volumen- und Höhenänderung:. Nach dem Gesetz von Gay-Lussac kannst Du damit die Temperaturänderung bestimmen. Wenn Du das Gasvolumen V bei unterschiedlichen Temperaturen T misst und es gegen die Temperatur aufträgst, so ergibt sich nach dem Gesetz von Gay-Lussac eine Gerade im V-T-Diagramm. Wie steil die Gerade steigt, hängt dabei davon ab, wie schnell sich das Volumen mit der Temperatur ändert:. Abbildung 3: Isobaren eines idealen Gases. Bei niedrigen Drücken z. Das Gesetz von Gay-Lussac führte zu einer interessanten Überlegung: Da es keine negativen Volumina gibt, muss es einen absoluten Nullpunkt der Temperatur geben, an dem das Volumen verschwindet. Er kann weder unterschritten noch erreicht werden und hat derzeit nur theoretische Bedeutung. Da es mit experimentellen Methoden nicht möglich ist, den absoluten Nullpunkt zu erreichen, können bei sehr kleinen Temperaturen auch keine Messwerte aufgenommen werden. In diesem Fall werden die Graphen in diesem Bereich gegen Null extrapoliert. Dies ist durch gestrichelte Linien in der Nähe des Ursprunges in Abbildung 3 angedeutet. Im Jahr kamen Jacques Charles und auch Joseph Louis Gay-Lussac unabhängig voneinander zur selben Erkenntnis wie Du: Bei Erwärmung dehnen sich Gase aus, während sie sich beim Abkühlen zusammenziehen. Dies wurde im Gesetz von Gay-Lussac bzw. Gesetz von Charles festgehalten.
Gesetz von Gay-Lussac für ideale Gase
Gasgleichung für ein ideales Gas Herleitung: Bei den beiden Gleichungen von Gay-Lussac und Boyle-Mariotte war immer eine Variable, im ersten Fall der Druck, im zweiten die Temperatur. Das Gesetz von Gay-Lussac beschreibt die Zunahme des Volumens bei zunehmender Temperatur für eine Zustandsänderung bei konstantem Druck. Erwärmen von GasenDer Absolute Nullpunkt ist dadurch definiert, dass sich die Teilchen nicht mehr bewegen. Gasgesetz von Gay-Lussac - Das Wichtigste Nach dem Gasgesetz von Gay-Lussac sind Volumen und Temperatur idealer Gase bei konstantem Druck und konstanter Teilchenzahl proportional zueinander. Commons Wikidata-Datenobjekt. Wenn hingegen die Anfangstemperatur T 1 gegeben ist und Du über die Endwerte T 2 und V 2 das Anfangsvolumen V 1 berechnen möchtest, dann multiplizierst Du das Gesetz von Gay-Lussac mit T 1 :. Dieser Zusammenhang wird durch das Gasgesetz von Gay-Lussac:.
Isobare Zustandsänderung
Was passiert mit dem Druck. Das Gesetz besagt, dass der Druck eines idealen Gases bei konstantem Volumen proportional zur Temperatur ist. Das Gesetz von Gay-Lussac beschreibt die Zunahme des Volumens bei zunehmender Temperatur für eine Zustandsänderung bei konstantem Druck. Gesetz von GAY-LUSSAC Wird eine feste Menge (konstante Teilchenzahl N) eines Idealen Gases auf einem konstanten Druck p gehalten, während sich die Temperatur. Herleitung: Bei den beiden Gleichungen von Gay-Lussac und Boyle-Mariotte war immer eine Variable, im ersten Fall der Druck, im zweiten die Temperatur. 2.Dieser Zusammenhang wurde von Guillaume Amontons entdeckt. Da es mit experimentellen Methoden nicht möglich ist, den absoluten Nullpunkt zu erreichen, können bei sehr kleinen Temperaturen auch keine Messwerte aufgenommen werden. Gesetz von Gay-Lussac - Arbeitszimmer. Die absolute Temperatur bezieht sich auf den absoluten Nullpunkt und wird in Kelvin K angegeben. Das Gesetz besagt, dass der Druck eines idealen Gases bei konstantem Volumen proportional zur Temperatur ist. Jetzt 30 Tage risikofrei testen. Das erste Gesetz von Gay-Lussac , auch Gay-Lussacsches Gesetz , Gesetz von Charles oder Charlessches Gesetz , besagt, dass das Volumen idealer Gase bei gleichbleibendem Druck isobare Zustandsänderung und gleichbleibender Stoffmenge direkt proportional zur Temperatur ist. Absolute Temperatur — Umrechnung Negatives Volumen ist physikalisch nicht möglich. Deiters, Thomas Kraska Beide Effekte heben sich letztlich gegenseitig auf, wenn sich das Volumen des Gases frei ausdehnen kann. Abhängigkeit des Gasdrucks von der Gastemperatur konstante Teilchenzahl und Volumen. Eine solche isobare Zustandsänderung zeigt sich zum Beispiel, wenn ein Gas in einem Zylinder mit beweglichem Kolben eingeschlossen ist. Extensive Formen:. Wenn sich die Temperatur der Luft ändert, z. Das Röhrchen wird mit einem Quecksilbertröpfchen verschlossen, damit das Gas nicht entweichen kann: Abb. Die in der Einheit Kelvin erhaltene Proportionalität ist nicht etwa zufällig. Bei Luft handelt es sich um ein Gasgemisch, das hauptsächlich aus Stickstoff, Sauerstoff, Kohlenstoffdioxid und einem kleinen Anteil Edelgase zusammengesetzt ist. Nur wenn man also die Temperatur in der Einheit Kelvin angibt, gilt ein proportionaler Zusammenhang zwischen Volumen und Temperatur:. Umformung auf T 1 : Ist beispielsweise nur das Anfangsvolumen V 1 gegeben, gemeinsam mit den Endwerten T 2 und V 2 , dann kannst Du daraus die Anfangstemperatur T 1 berechnen. Einerseits würde bei konstantem Volumen der Druck aufgrund des Temperaturanstiegs ansteigen Gesetz von Amontons. Herleitung aus der kinetischen Gastheorie [ Bearbeiten Quelltext bearbeiten ]. Gesetz von Gay-Lussac , sagt aus, dass der Druck idealer Gase bei gleichbleibendem Volumen isochore Zustandsänderung und gleichbleibender Stoffmenge direkt proportional zur Temperatur ist. Artikel verbessern Neuen Artikel anlegen Autorenportal Hilfe Letzte Änderungen Kontakt Spenden. Abbildung: Zusammenhang zwischen Temperatur in der Einheit Grad Celsius und Volumen bei konstantem Druck Es zeigt sich nach Auswertung des Versuchs im Diagramm ein linearer Zusammenhang zwischen der Gastemperatur und dem Gasvolumen. Bei einer Erwärmung des Gases erhöht sich also der Druck und bei einer Abkühlung wird er geringer. Wie steil die Gerade steigt, hängt dabei davon ab, wie schnell sich das Volumen mit der Temperatur ändert:. Bei einer isobaren Zustandsänderung eines geschlossenen Systems, stehen zwei Zustände über den Quotienten von Volumen und Temperatur in Zusammenhang! Herleitung der Formeln für Arbeit und Wärme eines polytropen Prozesses. Dieses Gesetz wurde erstmals von dem französischen Chemiker und Physiker JOSEPH LOUIS GAY-LUSSAC formuliert. Unter der Bedingung, dass der Druck in einem Gas konstant ist und sich das Gas wie das ideale Gas verhält, gilt:. Um dies zu umgehen, rechnest Du die Temperatur in Grad Celsius in die absolute Temperatur umgerechnet. Klasse Über Setzt man dies nun in die Formel ein, so erhält man die allgemeine Formel von Gay-Lussac. Umgekehrt verringert sich bei Verringerung der Temperatur das Volumen einer bestimmten Gasmenge. Sauerstoff O 2 , Wasserstoff H 2 oder Stickstoff N 2.
