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Grundwissen

Volumenänderung von Gasen

Das Wichtigste auf einen Blick

  • Gase dehnen sich beim Erwärmen stark aus.
  • Verschiedene Gase zeigen bei ihrem Ausdehnungsverhalten kaum Unterschiede.
  • Bei Messungen ist auf konstanten Druck zu achten.
Aufgaben Aufgaben

Nachweis

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Das sich Gase beim Erwärmen ausdehnen, kannst du einfach zeigen. Ziehe einen Luftballon über die Öffnung einer leeren Glasflasche und erwärme die Luft in der Flasche indem du die Flasche in die Sonne oder in warmes Wasser stellst. Der Luftballon spannt sich leicht, die Luft in der Flasche hat sich also ausgedehnt.

Messung

Beim Erwärmen von Gasen ändert sich meist neben dem Volumen auch der Druck des Gases. Willst du den Einfluss des Gasdrucks ausschalten, so musst du dafür sorgen, dass dieser während der Versuchsdauer fest bleibt. Dies ist beim skizzierten Versuch von Gay Lussac der Fall. Führst du diesen Versuch mit unterschiedlichen Gasen durch, zeigen sich kaum Unterschiede. Nahezu alle Gase haben ein ähnliches thermisches Ausdehnungsverhalten. Dies ist auf die fast fehlenden Kräfte zwischen den verschiedenen Teilchen in einem Gas zurückzuführen.

Größenordnung

Ein Liter Luft \(\left(1000\,\rm{cm}^3\right)\) dehnt sich bei der Erwärmung um \(10\,°\rm{C}\) (bzw. 10 K) um ca. \(37\,\rm{cm}^3\) aus. Dies ist sehr viel mehr als die entsprechende Volumenzunahme bei Festkörpern und auch deutlich mehr als die entsprechende Volumenzunahme bei Flüssigkeiten.

Anwendungen