Wieso nimmt die Temperatur ab, wenn ein ideales Gas komprimiert wird ( T= konst.)?

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7 Antworten

Wenn du ein Gas isotherm, also so langsam zusammendrückst, dass die Temperatur konstant bleibt, heißt es, dass es Wärme abgeben kann.

Eine Abkühlung erfolgt bei der anschließenden adiabatischen Expansion des Gases, wenn du mit dem Druck wieder runter gehst, und zwar schnell genug, um dem System keine Wärme zustömen zu lassen. Dann nämlich verrichtet es Arbeit an der Umgebung, T sinkt.

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Kommentar von SlowPhil
22.07.2016, 17:06

Ergänze: Wenn die Temperatur bei Kompression - bei der Du ja Arbeit am System verrichtest - konstant bleibt, do bedeutet dies, dass das System während der Kompression genauso schnell genauso viel Wärme an die Umgebung abgibt, wie Du Arbeit an ihm verrichtest.

Die innere Energie bleibt dabei konstant.

Bei einer anschließenden adiabatischen Expansion verrichtet es Arbeit an der Umgebung, ohne zugleich dieselbe Wärmemenge aufnehmen zu können.

Es verrichtet die Arbeit also auf Kosten seiner Inneren Energie und es kühlt ab.

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Hab mir die Abbildung angesehen, auf die du anscheinend in der Fragestellung Bezug nimmst. Meinst du nicht, dass diese eher folgendes aussagt:

Bei Zunahme des Volumens und konstant bleibender Temperatur (und Stoffmenge), nimmt der Druck ab und umgekehrt.

Die Temperatur ist nur von der kinetischen Energie der Teilchen abhängig, diese wird in dem Vorgang nicht verändert, also bleibt die Temperatur konstant.

Der Druck ist davon abhängig, wie oft ein Teilchen (bestimmter kinetischer Energie) auf eine gewisse Oberfläche auftrifft. Verkleinerst du also das Volumen, legen die Teilchen von einem "Aufschlag" bis zum nächsten eine Geringere Distanz zurück und du hast mehr "Aufschläge/Zeit", also einen höheren Druck.

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Kommentar von roromoloko
22.07.2016, 17:48

Ja danke nochmal für die Erklärung, hatte kurz zuvor geschrieben, dass ich es verstanden habe.. :)

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Deine Annahme ist grundverkehrt und dazu auch noch widersprüchlich. Wenn T= const., dann nimmt ja die Temperatur nicht ab.

... weil ja durch einen höheren Druck, die Teilchen stärker miteinander stoßen, müsste die Temperatur nicht steigen?


Genauso verhält sich das auch: Die Kompression führt grundsätzlich zur Temperaturerhöhung. Wenn nun der Prozess isotherm verlaufen soll, also mit konstanter Temperatur, dann musst Du die Wärme irgendwie technisch abführen, z.B. mittels einer Kühlmaschine. Da musst Du schon Arbeit aufwenden!

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Bei isothermer Prozessführung hat die Temperatur den Verlauf einer
Hyperbel. Wird der Druck erhöhr sinkt das Volumen und die Temperatur.
Ich verstehe das nicht ganz,..

Ich verstehe das auch nicht. Isotherm heißt, die Temp. bleibt konstant. Das ist also eine Waagrechte und keine Hyperbel.

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Kommentar von SlowPhil
22.07.2016, 16:56

Die Zeichnung ist ein p-V-Diagramm. T kommt hier gar nicht vor.

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Müsste bei isothermer Prozessführung die Temperatur nicht gleich bleiben?
Das heißt "isotherm" doch.

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Du schreibst T=const und dann dass die Temperatur abnimmt das passt doch hinten und vorne nicht zusammen...

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Die isotherme Zustandsänderung ist ein Grenzfall, bei der durch Wärmeausgleich die Temperatur gleich bleibt. Daher ist die innere Energie bei einem idealen Gas ebenfalls gleich.

dU = 0

nach dem 1. Hauptsatz gilt daher:

0 = dQ + dA oder dQ = - dA

Die geleistete Arbeit der Volumenänderung ist gleich der Wärmemenge, die mit der Umgebung ausgetauscht wurde.

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