Meyers Großes Taschenlexikon in 25 Bänden
Gas
Gas[zu grch. cháos »leerer Raum«], Materie im gasförmigen Aggregatzustand, bei dem die Kräfte zw. den Molekülen so klein sind, dass sie weder eine bestimmte Form (wie ein Festkörper) noch ein konstantes Volumen V (wie Festkörper und Flüssigkeit) besitzt. Die Moleküle eines G. verteilen sich auf den ganzen zur Verfügung stehenden Raum, wenn der Einfluss äußerer Kräfte in diesem Raum konstant ist. Volumen und Dichte sind nur durch die äußeren Bedingungen bestimmt. Ein in einem Raum (Gefäß) eingeschlossenes G. übt auf jedes im Raum vorhandene Flächenelement denselben Druck p aus. Bei gegebener G.-Menge ist der Druck umso größer, je kleiner das Volumen und je höher die Temperatur T des G. ist. Der thermodynam. Zustand eines G. wird durch diese drei Zustandsgrößen festgelegt, die in den G.-Gesetzen, insbesondere den Zustandsgleichungen, miteinander verknüpft sind. Für ein ideales G. nimmt man an, dass die G.-Moleküle punktförmig sind und, außer bei Stößen, zw. ihnen keine Kräfte wirken. Bei beliebigen Drücken und Temperaturen gilt die therm. Zustandsgleichung pV = nRT (n = Molzahl, R = allg. Gaskonstante). In dieser allg. Gasgleichung sind das Boyle-Mariotte-Gesetz und das 1. Gay-Lussac-Gesetz enthalten. Die meisten realen G. verhalten sich unter genügend hohen Temperaturen und genügend geringen Dichten i. d. R. nahezu wie ideale G. Die Abweichungen sind umso geringer, je niedriger der Druck und je höher die Temperatur ist. Die einfachste Zustandsgleichung zur Beschreibung realer G., die das Eigenvolumen der Moleküle und ihre Wechselwirkungen untereinander berücksichtigt, ist die Van-der-Waals-Gleichung.Die kinetische Gastheorie erklärt das Verhalten der G. mithilfe statist. Methoden aus den Gesetzen der Mechanik sowie unter Berücksichtigung quantenmechan. Erkenntnisse. Die einzelnen G.-Teilchen, i. w. S. die Fermionen in einem Fermi-Gas und die Bosonen in einem Bose- G., bewegen sich entsprechend den statist. Gesetzmäßigkeiten, denen sie unterliegen (Boltzmann-Statistik, Fermi-Dirac-Statistik, Bose-Einstein-Statistik), vollkommen ungeordnet auf geradlinigen Bahnen, die nur durch Zusammenstöße mit anderen Molekülen oder Stöße auf die Gefäßwand gestört werden. Der G.-Druck entspricht dem durch Stöße auf die Gefäßwand übertragenen Impuls, die Temperatur der kinet. Energie der bewegten Moleküle. Berücksichtigt man den Raumbedarf der Moleküle und intermolekulare Kräfte, so lassen sich auch die Abweichungen realer G. vom idealen Verhalten bei tieferen Temperaturen und größeren Dichten, insbesondere auch die Erscheinungen der Verflüssigung bei Temperaturen unterhalb der für jedes G. charakterist. krit. Temperatur verstehen. Das G. kondensiert, wenn die gegenseitige Anziehung der Moleküle größer wird als die Wirkung der Bewegung. Als permanente G. bezeichnete man früher G. (Sauerstoff, Helium u. a.), die mit den damals erreichbaren Tieftemperaturen nicht verflüssigt werden konnten. Techn. G. sind: Acetylen, Erdgas, Generatorgas, Gichtgas, Holzgas, Knallgas, Kokereigas, Ölgas, Propan, Stadtgas, Synthesegas, Wassergas, Wasserstoff-Stickstoff-Gemisch.
Gas[zu grch. cháos »leerer Raum«], Materie im gasförmigen Aggregatzustand, bei dem die Kräfte zw. den Molekülen so klein sind, dass sie weder eine bestimmte Form (wie ein Festkörper) noch ein konstantes Volumen V (wie Festkörper und Flüssigkeit) besitzt. Die Moleküle eines G. verteilen sich auf den ganzen zur Verfügung stehenden Raum, wenn der Einfluss äußerer Kräfte in diesem Raum konstant ist. Volumen und Dichte sind nur durch die äußeren Bedingungen bestimmt. Ein in einem Raum (Gefäß) eingeschlossenes G. übt auf jedes im Raum vorhandene Flächenelement denselben Druck p aus. Bei gegebener G.-Menge ist der Druck umso größer, je kleiner das Volumen und je höher die Temperatur T des G. ist. Der thermodynam. Zustand eines G. wird durch diese drei Zustandsgrößen festgelegt, die in den G.-Gesetzen, insbesondere den Zustandsgleichungen, miteinander verknüpft sind. Für ein ideales G. nimmt man an, dass die G.-Moleküle punktförmig sind und, außer bei Stößen, zw. ihnen keine Kräfte wirken. Bei beliebigen Drücken und Temperaturen gilt die therm. Zustandsgleichung pV = nRT (n = Molzahl, R = allg. Gaskonstante). In dieser allg. Gasgleichung sind das Boyle-Mariotte-Gesetz und das 1. Gay-Lussac-Gesetz enthalten. Die meisten realen G. verhalten sich unter genügend hohen Temperaturen und genügend geringen Dichten i. d. R. nahezu wie ideale G. Die Abweichungen sind umso geringer, je niedriger der Druck und je höher die Temperatur ist. Die einfachste Zustandsgleichung zur Beschreibung realer G., die das Eigenvolumen der Moleküle und ihre Wechselwirkungen untereinander berücksichtigt, ist die Van-der-Waals-Gleichung.Die kinetische Gastheorie erklärt das Verhalten der G. mithilfe statist. Methoden aus den Gesetzen der Mechanik sowie unter Berücksichtigung quantenmechan. Erkenntnisse. Die einzelnen G.-Teilchen, i. w. S. die Fermionen in einem Fermi-Gas und die Bosonen in einem Bose- G., bewegen sich entsprechend den statist. Gesetzmäßigkeiten, denen sie unterliegen (Boltzmann-Statistik, Fermi-Dirac-Statistik, Bose-Einstein-Statistik), vollkommen ungeordnet auf geradlinigen Bahnen, die nur durch Zusammenstöße mit anderen Molekülen oder Stöße auf die Gefäßwand gestört werden. Der G.-Druck entspricht dem durch Stöße auf die Gefäßwand übertragenen Impuls, die Temperatur der kinet. Energie der bewegten Moleküle. Berücksichtigt man den Raumbedarf der Moleküle und intermolekulare Kräfte, so lassen sich auch die Abweichungen realer G. vom idealen Verhalten bei tieferen Temperaturen und größeren Dichten, insbesondere auch die Erscheinungen der Verflüssigung bei Temperaturen unterhalb der für jedes G. charakterist. krit. Temperatur verstehen. Das G. kondensiert, wenn die gegenseitige Anziehung der Moleküle größer wird als die Wirkung der Bewegung. Als permanente G. bezeichnete man früher G. (Sauerstoff, Helium u. a.), die mit den damals erreichbaren Tieftemperaturen nicht verflüssigt werden konnten. Techn. G. sind: Acetylen, Erdgas, Generatorgas, Gichtgas, Holzgas, Knallgas, Kokereigas, Ölgas, Propan, Stadtgas, Synthesegas, Wassergas, Wasserstoff-Stickstoff-Gemisch.