Beziehung zwischen Druck und Temperatur

Die Beziehung zwischen Druck und Temperatur eines Gases wird durch das Drucktemperaturgesetz von Gay-Lussac angegeben. Dieses Gesetz besagt, dass der Druck (P) einer festen Gasmasse, die auf einem konstanten Volumen gehalten wird, direkt proportional zu ihrer Kelvin-Temperatur (T) ist. Wenn also der Druck eines bestimmten Systems ansteigt, steigt auch die Temperatur dieses Systems und umgekehrt. Gasgesetze beschreiben das Verhalten von Gasen in Bezug auf Druck, Volumen, Temperatur und Menge. Gase sind einer der Zustände der Materie, entweder sehr stark komprimiert oder ausgedehnt, um einen großen Raum zu füllen.

Wichtige Bereiche

1. Was ist Druck?
     - Definition, Druck eines Gases
2. Was ist Temperatur?
     - Definition, Messung
3. Welche Beziehung besteht zwischen Druck und Temperatur?
     - Gay-Lussacs Gesetz

Schlüsselbegriffe: Gas, Gay-Lussac-Gesetz, Kelvin, Druck, Temperatur

Was ist Druck?

Druck ist eine ständige physische Kraft, die von einem Kontaktobjekt auf ein Objekt ausgeübt wird. Sie wird als Kraft pro Flächeneinheit berechnet. Wenn eine geschlossene Gaskammer betrachtet wird, die von einem Vakuum umgeben ist, hängt der Druck, den das Gas auf die Wände der Kammer ausübt, von drei Faktoren ab. Sie sind die Gasmenge in der Kammer, das Volumen der Kammer und die Temperatur des Gases. Wenn die anderen Parameter konstant sind, ist der Druck in der Kammer direkt proportional zur Gasmenge in der Kammer. es ist umgekehrt proportional zum Volumen der Kammer; es ist direkt proportional zur Temperatur des Gases in der Kammer. Druck ist in definiert Abbildung 1.

Abbildung 1: Druck

Der Atmosphärendruck wird durch das Gewicht der Luft über uns erzeugt. Auf Meereshöhe sind es 10⁵ Pa.

Was ist Temperatur?

Die Temperatur ist der Grad der Wärme, der in einem Stoff oder Gegenstand vorhanden ist. Es stellt die innere Energie dar, die in einem bestimmten System enthalten ist. Die Temperatur kann mit einem Thermometer gemessen werden, das in verschiedenen Maßeinheiten kalibriert wird. Die Celsius-Skala ist die am häufigsten verwendete Skala zur Temperaturmessung, die in ° C angegeben ist. Die auf dem Internationalen Einheitensystem (SI) beruhende Temperatureinheit ist der Kelvin (K). Ein Thermometer ist in dargestellt Figur 2.

Abbildung 2: Thermometer

Bei der kältesten theoretischen Temperatur, die absoluter Nullpunkt ist, ist die thermische Bewegung von Partikeln in einer Materie minimal. Der absolute Nullpunkt ist 0 K und beträgt -273,14 ° C.

Welche Beziehung besteht zwischen Druck und Temperatur?

Die Beziehung zwischen Druck und Temperatur wird in Bezug auf Gase beschrieben. Das Gay-Lussac-Gesetz ist das Gasgesetz, das die Druck-Temperatur-Beziehung beschreibt. Es besagt, dass bei konstantem Volumen der Druck einer bestimmten Menge eines bestimmten Gases direkt proportional zu seiner Kelvin-Temperatur ist. Es kann geschrieben werden als:

• P ∝ T oder
• P / T = k wobei k eine Konstante ist oder
• P₁/ T₁ = P₂/ T₂

Abbildung 3: Beziehung zwischen Druck und Temperatur

Wenn die Temperatur eines bestimmten Systems erhöht wird, bewegen sich die Moleküle im Gas schneller und üben einen höheren Druck auf die Wand des Gasbehälters aus. Dies erhöht den Druck des Systems. Wenn die Temperatur des Systems abnimmt, sinkt der Druck. Daher ist der Druck eines bestimmten Gases bei konstantem Volumen direkt proportional zur Temperatur.

Fazit

Der Druck einer gegebenen Gasmenge ist direkt proportional zu der Temperatur bei einem gegebenen Volumen. Wenn die Temperatur eines Systems ansteigt, steigt auch der Druck und umgekehrt. Die Beziehung zwischen Druck und Temperatur eines Gases wird durch das Gay-Lussac-Gesetz festgelegt.

Referenz:

1. “9.2 Verhältnis von Druck, Volumen, Menge und Temperatur: Das ideale Gasgesetz.” Chemie, Hier verfügbar.

Bildhöflichkeit:

1. "Druckkraftbereich" Von Klaus-Dieter Keller - Eigene Arbeit (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia
2. “1134182” (CC0) über Pixabay