Ideales Gas
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Einordnung: Thermodynamik
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Ein ideales Gas ist das Ideale Objekt eines Gases.
Die Gasteilchen werden als ausdehnungslos betrachtet und wechselwirken nur durch elastische Stöße. Unter den realen Gasen kommen die leichten Edelgase und Wasserstoff diesem Zustand am nächsten, insbesondere bei niedrigem Druck und hoher Temperatur, da sie im Vergleich zu ihrer mittleren freien Weglänge eine verschwindend kleine Ausdehnung besitzen.
Je niedriger der Druck und je höher die Temperatur ist, desto stärker verhält sich ein reales Gas wie ein ideales.
Die thermische Zustandsgleichung eines idealen Gases lautet:
- <math>p \cdot V = n \cdot R \cdot T<math>
wobei p der Druck, V das Volumen, n die Stoffmenge, R die allgemeine Gaskonstante und T die Temperatur ist.
Die kalorische Zustandsgleichung lautet
- <math>U = c \cdot n \cdot R \cdot T<math>
, wobei <math>c = \frac{3}{2}<math> bei einem monoatomigen Gas und allgemeiner <math>c = \frac{f}{2}<math> mit der Anzahl an thermischen Freiheitsgrade <math>f<math>.
Bei Normalbedingungen gilt für ein ideales Gas:
- molares Volumen: VM = 0,022414 m3/mol = 22,414 l/mol
- Volumenausdehnungskoeffizient: γ = 1/273,15 K-1
- Spannungskoeffizient: β = γ
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