chemie-master.de: Gaszustandsberechnungen

Robert Boyle (1627–1691, englischer Chemiker) und Edme Mariotte (1620–1684, französischer Physiker) fanden bei Untersuchungen des Verhaltens von Gasen heraus, dass das Produkt aus Druck p und Volumen V bei gleich bleibender Temperatur konstant ist. Wird z.B. der Druck verdoppelt, so verringert sich das Volumen auf die Hälfte. Wird das Volumen auf die Hälfte zusammengepresst, so verdoppelt sich der Druck.

p · V = const. Boyle-Mariotte'sches Gesetz (p = Druck, V = Volumen)

Das Boyle-Mariotte'sches Gesetz ist nur ein Spezialfall des allgemeinen Gasgesetzes. Mit der allgemeinen Gasgleichung kann man jeden beliebigen Zustand eines idealen Gases berechnen, wenn ein einziger Zustand bekannt ist. Das allgemeine Gasgesetz gilt in strengem Sinne nur für ideale Gase. Bei einem idealen Gas geht man davon aus, dass die Gasteilchen keinerlei Eigenvolumen besitzen und dass zwischen den einzelnen Gasteilchen keine Anziehungskräfte (Van der Waals'sche Kräfte) herrschen. Das Verhalten realer Gase entspricht bei großen Volumina und hohen Temperaturen (Faustregel: 100 Grad über der Siedetemperatur) recht gut dem allgemeinen Gasgesetz.

( p  = Druck,  V  = Volumen,  n  = Stoffmenge (mol),  R  = Allgemeine Gaskonstante,  T  = absolute Temperatur)

Berechnungen

Der Term pV/T hat für ein und dieselbe Stoffmenge eines Gases stets denselben Wert. Auf dieser Grundlage errechnet das Programm, ausgehend von bei einer bestimmten Temperatur, einem bestimmten Volumen und einem bestimmten Druck erhaltenen Messwerten, die entsprechenden Parameter für eine gewünschte Größe.

Die Temperatur kann sowohl in Kelvin (K - absolute Temperatur), als auch in Grad Celsius (°C) angegeben werden. Die Maßeinheiten von Volumen und Druck können beliebig gewählt werden. Eine Ausnahme bilden allerdings Umrechnungen von bzw. auf Normalbedingungen: Hierbei muss der Druck in Hektopascal (hPa) angegeben werden (1 hPa = 1 mbar). Soll eine der drei Größen (Temperatur, Volumen, Druck) konstant bleiben, so kann dies unter "Einstellungen" festgelegt werden.

Einstellungen

Programmierung: Sebastian Petry