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Chemie · Gasgesetze
Wie sich das Volumen bei konstantem Druck und der Druck bei konstantem Volumen mit der Kelvin-Temperatur ändern: erstes Gesetz (Charles), zweites Gesetz (Amontons) und Rechenbeispiele.
Wird ein Gas heißer, braucht es mehr Platz (fester Druck) oder baut mehr Druck auf (festes Volumen). Beides wächst proportional zur Kelvin-Temperatur.
Die Stoffmenge n bleibt in beiden Fällen gleich.
| Gesetz | Konstant | Formel |
|---|---|---|
| 1. Gay-Lussac (Charles) | Druck: isobar | V / T = konstant |
| 2. Gay-Lussac (Gesetz von Amontons) | Volumen: isochor | p / T = konstant |
Ein Ballon in der Sonne dehnt sich aus: Das Gas nimmt bei gleichem Druck mehr Platz ein. Im V-T-Diagramm liegt eine Gerade durch den Ursprung, aber nur, wenn T in Kelvin steht. → Warum Kelvin: Absolute Temperatur
Beispiel: 2,0 L Gas werden isobar von 27 °C auf 87 °C erwärmt.
In einem starren, geschlossenen Behälter kann das Gas nicht ausweichen. Heißere Teilchen sind schneller, stoßen härter und häufiger gegen die Wand, und der Druck steigt. Auch hier ergibt p gegen T in Kelvin eine Ursprungsgerade.
p₂ = p₁ · T₂ / T₁V und n konstant, T in Kelvin
Beispiel: Eine starre Gasflasche mit 3,0 bar bei 20 °C wird auf 80 °C erhitzt.
Darum gehören Gasflaschen nicht in die Hitze. Bei Spraydosen mit Flüssiggas steigt der Druck sogar noch stärker.
30 °C sind 303 K. Doppeltes Volumen heißt 606 K, also 606 − 273 = 333 °C.
Hält man T fest, ändern sich p und V gegensinnig (isotherm, p · V = konstant). Alle drei Fälle sind Sonderfälle von pV = nRT und gelten für ideale Gase, nicht nahe der Verflüssigungstemperatur. → Ausführlich in: Boyle-Mariotte · Ideale Gasgleichung
Interaktive Darstellung
Deine AufgabeStelle ein festes Volumen ein und verändere die Temperatur. Verdopple T: Verdoppelt sich auch p, und bleibt p/T konstant? Vergleiche die Temperatur dabei in Kelvin und in °C.
Beschriftbare Abbildung
Deine AufgabeVergleiche jeweils das obere und untere Gefäß: Was bleibt konstant, was verdoppelt oder halbiert sich? Prüfe die Zahlen mit p·V, V/T bzw. p/T und erkläre mit den Bewegungsspuren, warum heißes Gas mehr Druck oder Volumen braucht.
Tippe auf eine Beschriftung in der Abbildung, um ihre Erklärung zu lesen.
