Reales Gasgesetz - Aufgaben und Übungen

Welche der folgenden Aussagen sind richtig?

1) Das ideale Gasgesetz gibt die Zusammenhänge zwischen Temperatur, Druck und Volumen von Gasen wieder. Wie wir in anderen Aufgaben gesehen, lässt sich das ideale Gasgesetz auch für reale Gase bei Raumtemperatur anweden. Nun wollen wir uns aber mit realen Gasen befassen. Was ist der wesentliche Unterschied von realen Gasen zu idealen Gasen?

a) Im Gegensatz zu einem realen Gasteilchen werden ideale Gasteilchen als Massepunkte betrachtet, d.h. sie haben eine Masse, aber kein (Eigen-) Volumen. Bei realen Gasteilchen treten anziehende und abstoßenden Kräfte untereinander auf (im Gegensatz zu idealen Gasteilchen)

b) Zwischen idealen Gasteilchen und realen Gasteilchen gibt es kaum Unterschiede. Der Unterschied ist, dass reale Gasteilchen einatomige Gase sind, während ideale Gasteilchen zweiatomige Gasmoleküle sind (z.B. Wasserstoff)

2) Wir nehmen nun die ideale Gasgleichung und wollen damit die Gasgleichung für reale Gas herleiten. Was müssen wir im ersten Schritt (bei der Herleitung der realen Gasgleichung) berücksichtigen?

a) Ideale Gasteilchen haben kein Eigenvolumen, reale Gase haben im Gegensatz hierzu ein Eigenvolumen. Da dieses Eigenvolumen aber äußerst klein ist, kann man es in der Gleichung für das reale Gasgesetz vernachlässigen.

b) Ideale Gasteilchen haben kein Eigenvolumen. Dies muss aber in der Gleichung für reale Gase berücksichtig werden. Dies geschieht durch den Term (b·n), den wir in der idealen Gasgleichung hinzufügen.

3) Was müssen wir im zweiten Schritt berücksichtigen, um aus dem idealen Gasgesetz die Gleichung für reale Gase herzuleiten?

a) Da zwischen realen Gasteilchen anziehende Kräfte wirken, entsteht zwischen diesen Teilchen ein sogenannter Binnendruck. Dieser wird bei idealen Gasteilchen vernachlässigt und muss daher von dem Aussendruck p subtrahiert werden. Der Binnendruck wird durch die Formel (a · n²) : V² wiedergegeben

b) Da zwischen realen Gasteilchen anziehende Kräfte wirken, entsteht zwischen diesen Teilchen ein sogenannter Binnendruck. Dieser wird bei idealen Gasteilchen vernachlässigt und muss daher zu dem Aussendruck p dazu addiert werden. Der Binnendruck wird durch die Formel (a · n²) : V² wiedergegeben

4) Damit wir das reale Gasgesetz herleiten, müssen wir also das Eigenvolumen von realen Gasen berücksichtigen. Wie berücksichtigen wir das Eigenvolumen in der Gleichung?

a) Bei der Herleitung des Gasgesetzes für reale Gasteilchen wird das Eigenvolumen (b·n) vom Gesamtvolumen des Systems abgezogen. Die Transformation vom idealen Gasgesetz zum realen Gasgesetz lautet: V => V - (b·n)

b) Bei der Herleitung des Gasgesetzes für reale Gasteilchen wird das Eigenvolumen (b·n) vom Gesamtvolumen des Systems hinzu addiert. Die Transformation vom idealen Gasgesetz zum realen Gasgesetz lautet: V => V + (b·n)

5) Wie lautet nun das reale Gasgesetz?

a)

b)

a) Das reale Gasgesetz lautet:

b) Das reale Gasgesetz lautet:

6) Unter welchen Namen kennt man das reale Gasgesetz?

a) Man kennt das reale Gasgesetz unter dem Namen " Van-der-Waals-Gleichung"

b) Man kennt das reale Gasgesetz unter dem Namen "Heisenberg-Schrödinger-Gleichung"

7) In der Gleichung für das reale Gasgesetz finden sich die beiden Variablen a und b. Was lässt sich über diese Variablen sagen?

a) Die Größen a und b sind stoffspezifische Konstanten und werden nach ihrem "Entdecker" als van der waalssche Kostanten bezeichnet

b) Die Größen a und b sind universelle Konstanten und heißen Ryhdberg-Konstanten

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