Welche Eigenschaften haben Gase?
Gasteilchen sind weit voneinander entfernt und bewegen sich schnell. Daraus ergeben sich die wichtigsten Eigenschaften von Gasen:
- Ein Gas hat keine eigene Form und füllt seinen ganzen Behälter aus.
- Zwischen den Teilchen ist viel Platz, deshalb lässt sich ein Gas leicht zusammendrücken.
- Teilchen treffen auf die Wände des Behälters und erzeugen Druck.
Wovon hängt der Gasdruck ab?
Der Druck hängt davon ab, wie viele Teilchen auf die Wände treffen und wie stark sie aufprallen.
| Was du änderst | Was mit den Teilchen passiert | Druck |
|---|---|---|
| Teilchen hinzufügen | Mehr Teilchen treffen auf die Wände | steigt |
| Gas erhitzen | Teilchen bewegen sich schneller und treffen häufiger und stärker auf die Wände | steigt |
| Volumen verkleinern | Teilchen sind näher an den Wänden und treffen häufiger auf sie | steigt |
Die drei Einflussgrößen sind in einer Formel vereint: PV = nRT. Dabei ist P der Druck, V das Volumen, n die Stoffmenge, T die Temperatur in Kelvin und R die Gaskonstante.
Der Simulator verwendet das Modell des idealen Gases: Die Teilchen wirken nicht aufeinander ein und prallen nur von den Wänden ab. Die Zahl auf dem Druckmesser ist kein echter Messwert, sondern ein für den Bildschirm skalierter Wert. Vergleiche, um welchen Faktor der Druck steigt oder sinkt.
Ändere den Druck selbst
Füge Teilchen hinzu, erhitze das Gas, drück den Behälter zusammen und beobachte die Druckanzeige. Dieser Simulator gehört zum vollen Zugang. Der Download ist kostenlos, und 2 Kapitel und 5 Simulatoren sind ohne Anmeldung freigeschaltet.
Wie benutzt du den Simulator?
- Lies oben links die Temperatur und die Anzahl der Teilchen ab und am Messgerät oben rechts den Druck.
- Jedes Tippen auf den Button Pumpe fügt 8 Teilchen hinzu. Der runde Button mit dem Minuszeichen entfernt 8 Teilchen. Das Maximum sind 160 Teilchen.
- Ändere mit dem Schieberegler Wärme die Geschwindigkeit der Teilchen. Seine Beschriftung wechselt zu kalt, mittel oder heiß.
- Bewege mit dem Schieberegler Volumen (◄ größer · kleiner ►) die linke Wand. Wenn du den Regler nach rechts schiebst, wird das Volumen kleiner.
- Warte nach jeder Änderung einige Sekunden und lies dann den Druck ab. Die Zahl schwankt ein wenig.
Aufgaben für den Simulator
- Tippe 5-mal auf den Button Pumpe, um von 40 auf 80 Teilchen zu kommen. Antwort: Der Druck verdoppelt sich von etwa 10 atm auf etwa 20 atm. Die Temperatur bleibt bei 305 K.
- Stelle mit dem Schieberegler Wärme die Temperatur erst auf 300 K und dann auf 600 K ein. Antwort: Der Druck steigt von etwa 10 atm auf etwa 20 atm. Wenn sich die Temperatur in Kelvin verdoppelt, verdoppelt sich auch der Druck.
- Stelle vom Startzustand aus das kleinste Volumen ein. Antwort: Das Volumen halbiert sich fast, und der Druck erreicht etwa 19 atm. Die Temperatur ändert sich nicht.
Beispiele für Gasdruck im Alltag
- Einen Reifen aufpumpen. Eine Pumpe fügt Teilchen hinzu, deshalb steigt der Druck im Reifen.
- Kaltes Winterwetter. In der Kälte bewegen sich die Teilchen langsam und treffen mit weniger Kraft auf die Wände. Deshalb sinkt der Druck in Autoreifen.
Die Gesetze mit ihren Formeln findest du in der Anleitung zu den Gasgesetzen.
