Gasgleichung, Volumen und Temperatur nur mit Druck berechnen?

2 Antworten

adiabatisch:

Das bedeutet, keine Wärme überschreitet die Systemgrenze. Dann erfolgen Zustandsänderungen nach der Polytropengleichung. Der Polytropenexponent n hängt davon ab, wieviel Verlustarbeit auftritt und muss aus Messungen hergeleitet werden.

reversibel

Das bedeutet, es treten keine Verluste auf, es wird keine Entropie erzeugt. Der Prozess ist also isentrop. In diesem Fall wird der Polytropenexponent n zum Isentropenexponent κ (kappa). Der Isentropenexponent κ für 2-atomige ideale Gase und damit auch für Luft beträgt κ = 1,4.

Eine isentrope Zustandsänderung ist ein rein theoretischer Vergleichsvorgang, der eine quasistatische Zustrandsänderung erfordert, der unendlich langsam abläuft. Das tritt in der Realität nie auf. Da gibt es immer Verluste durch innere Reibung im Gas, die durch Wirbelbildungen erzeugt werden. Dennoch lässt sich damit wunderbar rechnen und gute Näherungen für die Realität finden.

Die Polytropengleichungen für adiabate reversible Prozesse idealer Gase lauten bezogen auf Druckänderungen:

V2 = V1 * (p1/p2)^(1/κ)
T2 = T1 * (p2/p1)^((κ-1)/κ)

Konkret:

V2 = V1 * (p1/p2)^(1/κ) = 0,183 m^3 * (76891,9 / 101300)^(1/1,4) = 0,150 m^3

T2 = 274,15 K * (101300 / 76891,9)^(0,4/1,4) = 296,62 K

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – Habe Thermodynamik im Hauptfach studiert.

TheBroker00  12.08.2024, 15:45

Vielen herzlichen Dank!

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Ja, auch wenn die Zustandsgleichung natürlich gilt - ein ideales Gas vorausgesetzt-, hilft diese hier nicht weiter. Verwende die Adiabatengleichungen, wie sie hier

https://de.m.wikipedia.org/wiki/Adiabatische_Zustands%C3%A4nderung#Adiabaten_des_idealen_Gases

angegeben sind, für den Zusammenhang zwischen p, V und T bei einer adiabatischen Zustandsänderung.

PS: Für Luft im Temperaturbereich, um den es hier geht, gilt f=5 und damit gamma=7/5 (Adiabatenindex).

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung