Advertisement

Kinetische Gastheorie

  • Stefan Roth
  • Achim StahlEmail author
Chapter

Zusammenfassung

Diesen Abschnitt kann man als das Schlüsselkapitel der Wärmelehre verstehen. Hier zeigen wir, wie man die Phänomene der Wärmelehre auf die zufällige Bewegung der Moleküle und Atome zurückführen kann. Doch zunächst müssen wir unser Modellsystem einführen: das ideale Gas. Wir wählen einen historischen Zugang über die Gesetze von Boyle-Mariotte und Gay-Lussac. Dann beginnen wir mit der kinetischen Erklärung des Drucks gefolgt von der Temperatur. Es gelingt uns, das Gesetz der idealen Gase aus den Gesetzen der Mechanik abzuleiten. Wir sehen, dass der Druck durch die Stöße der Moleküle gegen die Gefäßwände entsteht und die Temperatur ein Maß für die kinetische Energie der thermischen Bewegung ist. Nun sind wir bereit, um das Verhalten der Gase bei Expansion und Kompression unter den unterschiedlichsten Bedingungen zu berechnen. Dabei gelingt es uns, die Wärmekapazitäten, die wir zunächst als Materialkonstanten eingeführt hatten, für ideale Gase aus den Eigenschaften der Moleküle zu berechnen. Dies ist ein erstaunlicher Erfolg der kinetischen Gastheorie. Zum Schluss des Kapitels beschäftigen wir uns mit den Energien und Geschwindigkeiten einzelner Moleküle im Gas. Wir leiten die Boltzmann’sche Energieverteilung und die Maxwell’sche Geschwindigkeitsverteilung ab, und erklären Phänomene wie z. B. die Verdunstungskälte.

Copyright information

© Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2016

Authors and Affiliations

  1. 1.RWTH AachenAachenDeutschland

Personalised recommendations