Wie hängen Druck, Volumen, Temperatur und Teilchenzahl zusammen?
Teilchensimulation – Druck entsteht durch Wandstöße
Schiebe die Regler für Temperatur, Volumen und Teilchenzahl und beobachte,
wie sich Druck, Wandstöße und mittlere Geschwindigkeit ändern.
Druck
Bewegung der Teilchen
Wandstöße/s—
mittlere Geschwindigkeit—
Aufgaben
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Gasgesetze
In einem idealen Gas bewegen sich Teilchen frei und ohne gegenseitige Anziehung. Der Druck entsteht ausschließlich durch Stöße der Teilchen gegen die Gefäßwand.
Boyle-Mariotte: p·V = const
Bei konstanter Temperatur und Teilchenzahl gilt: Druck×Volumen = konstant. Halbierst du das Volumen, verdoppelt sich der Druck – die Teilchen treffen häufiger auf die Wand.
Gay-Lussac: p ∝ T
Bei konstantem Volumen und konstanter Teilchenzahl steigt der Druck proportional zur Temperatur (in Kelvin). Schnellere Teilchen → heftigere und häufigere Wandstöße.
Charles: V ∝ T
Bei konstantem Druck dehnt sich ein Gas proportional zur Temperatur (Kelvin) aus. Beispiel: Heißluftballon.
Avogadro: V ∝ n
Bei konstantem Druck und konstanter Temperatur ist das Volumen proportional zur Stoffmenge. Mehr Teilchen → mehr Raumbedarf bei gleichem Druck.
Absoluter Nullpunkt
Bei 0 K (absoluter Nullpunkt) ist die thermische Bewegung im klassischen Modell null – kein Druck, keine Wandstöße. Temperatur muss immer in Kelvin eingesetzt werden.