Zusammenhang von dem Gesetz Gay-lussac und dem Nullpunkt?
Kann mir jemand eine detaillierte und genaue Antwort dazu geben?
2 Antworten
Hallo Liingbling,
das →Gesetz von GAY- LUSSAC ist einer der Spezialfälle der →Thermodynamischen Zustandsgleichung (klassischer) Idealer Gase.
Diese →Idealen Gase sind natürlich, wie der Name andeutet, eine Fiktion, eben eine idealisierte Modellvorstellung. Man stellt sich dabei vor, dass die Atome/Moleküle, aus denen sie bestehen, praktisch als Massenpunkte beschrieben werden können, die sich gemäß der NEWTONschen Bewegungsgleichungen bewegen. Echte Gase kommen dieser Vorstellung umso näher, je dünner und wärmer sie sind.
Das spezifische bei GAY- LUSSAC ist, dass hier die Gasmenge und der Druck konstant gedacht bzw. gehalten werden, sodass man sich ganz allein auf die Beziehung zwischen Temperatur ϑ und Volumen V konzentrieren kann.
Die Feststellung ist, dass für jedes einzelne Gas die Steigung ΔV/Δϑ konstant ist.
Abb. 1: Entscheidend ist, was passiert, wenn man die Steigungen bis zu V = 0 extrapoliert. Dann treffen sie sich nämlich in einem einzigen Punkt [−273,15°C | 0 m³]. Die Volumeneinheiten sind willkürlich gewählt und
Ausgerechnet das Verhalten von Gasen bei relativ hoher Temperatur verrät uns also, dass es einen absoluten Temperaturnullpunkt geben muss und wo der liegt. Das ergibt Sinn, denn nach der (klassischen) →kinetischen Gastheorie bedeutet der Absolute Nullpunkt den Stillstand der Teilchen.
Ganz einfach gesagt: Das Gesetz von Gay Lussac beschreibt ja, dass der Druck eines idealen Gases bei gleichbleibendem Volumen und Stoffmenge (V & n = konst.) direkt proportional zur Temperatur ist und die Temperatur mit dem Druck steigt (und umgekehrt).
Das bedeutet dann aber auch, dass die Temperatur sinkt, wenn der Druck abnimmt.
In der Theorie ist ein perfektes Vakuum ja möglich. Der Druck liegt dann bei genau 0 Pa (oder wie auch immer du ihn messen willst).
Außerdem hängt die Temperatur mit der Teilchenbewegung zusammen.
Wenn nun keine Teilchenbewegung mehr vorliegt bzw. der Druck = 0Pa ist, dann muss hier der Temperaturnullpunkt erreicht sein.
Durch das proportionale Verhältnis ist dieser relativ leicht zu bestimmen.
Das alles zumindest in der Theorie.
