Das ideale Gasgesetz 04:14 min

In diesem Video möchte ich euch kurz das ideale Gasgesetz vorstellen. Das Wort ,Ideal' vor dem Gasgesetz bedeutet nicht, dass das Gesetz ideal ist, sondern es handelt sich hier um ein ideales Gas. Ein ideales Gas liegt dann vor, wenn keine Kräfte zwischen den Teilchen herrschen und wenn das Volumen der Gasteilchen vernachlässigbar klein gegenüber dem Gasraum ist. Das ideale Gasgesetz beruht im Wesentlichen auf drei empirisch gefundenen Gesetzen bzw. Zusammenhängen. Empirisch bedeutet, man hat Experimente gemacht und das so herausgefunden. Das wäre zum ersten Erkenntnis, dass Druck mal Volumen eine Konstante ergibt, bzw. anders ausgedrückt. Bei konstanter Temperatur und konstanter Stoffmenge sind Druck und Volumen indirekt proportional. Das bedeutet, wenn ich den Druck auf ein bestimmtes Gas erhöhe, wird sich das Volumen des Gases verringern. Nächstes Erkenntnis ist, Volumen durch eine Temperatur ergibt eine Konstante und das bedeutet, Volumen und Temperatur sind bei konstantem Druck und konstanter Stoffmenge direkt proportional zueinander. Das bedeutet nicht anderes als, wenn ich die Temperatur auf ein Gas erhöhe, wird sich das Volumen ebenfalls vergrößern. Nächstes Gesetz ist, das Volumen durch die Stoffmenge ergibt ebenfalls eine Konstante, bzw. auch wieder Volumen und Stoffmenge sind direkt proportional bei konstantem Druck und konstanter Temperatur. Und auch das ist wieder logisch, denn je mehr Teilchen ich habe, je höher der Stoffmenge, desto größer wird das Volumen sein, das dieses Gas irgendwo braucht. Dann sind wir auch schon beim idealen Gasgesetz, also die Zusammenfassung dieser drei Gesetze und das lautet: p×V, also Druck mal Volumen, ist gleich n×R×T. n ist die Stoffmenge, T ist die Temperatur und R ist die ideale Gaskonstante. Das ist, wenn man so will, immer dieser Proportionalitätsfaktor, der hier irgendwo drinsteht. Okay, hier sehen wir auch, dass alle Bedingungen, die wir in den vorherigen Gesetzen irgendwo hatten, auch hier erfüllt sind. p×V ergibt eine Konstante, wenn n und T konstant sind. V/T bedeutet, V und T sind direkt proportional, stimmt auch. Und V und n sind auch direkt proportional. Es stimmt also auch. Mit dieser Gleichung ist es nun möglich, bestimmte Eigenschaften zu berechnen, falls das Gas annährend Idealbedingungen hat. Idealbedingungen liegen dann vor, wenn keine so hohen Drücke und keine so tiefen Temperaturen herrschen. Wir können jetzt mal versuchen, das Molvolumen eines Gases zu berechnen, also wir berechnen das Volumen, das 1 Mol eines bestimmten oder irgendeines Gases benötigen wird und das bei Normbedingungen. Normbedingungen sind in unserem Fall eine Temperatur von 0°C bzw. 273,15K, hier rechnet man immer mit Kelvin. Wir haben Normaldruck p = 101,325 kPa und wir haben eine Stoffmenge n = 1Mol. Die ideale Gaskonstante kennen wir auch noch R = 8,3145 J/mol×K. Das müssen wir im Grunde nur noch hier einsetzen. Wir erhalten dann - die Einsetzübungen möchte ich hier nicht im Video machen, das kann man dann zuhause mal durchtippen - wir erhalten dann ein Volumen von 22,414 l. Das bedeutet, bei 0°C und Normdruck von 101,325 kPa wird 1 Mol eines bestimmten Gases 22,414 l an Volumen irgendwo einnehmen. Das war die Einführung zum idealen Gasgesetz. Und ich wünsche viel Spaß bei den anderen Videos.