PhysProf - Isobare Zustandsänderung

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Isobare Zustandsänderung


Das Unterprogramm [Thermodynamik] - [Isobare Zustandsänderung] demonstriert den Prozessablauf einer isobaren Zustandsänderung bei einem realen Gas.

PhysProf - Isobar

Die isobare Zustandsänderung bezeichnet die Zustandsänderung eines Gases, bei welcher der Druck im System konstant bleibt.

Isobar - Gleichung - 1

Nach dem Gesetz von Gay-Lussac und der Zustandsgleichung eines idealen Gases gilt:

Isobar - Gleichung - 2 Isobar - Gleichung - 3

Für die Wärmeenergie gilt:

Isobar - Gleichung - 4

Für die verrichtete Arbeit gilt:

Isobar - Gleichung - 5

Für die Änderung der inneren Energie gilt:

Isobar - Gleichung - 6

Hierbei sind:

V1: Volumen im Anfangszustand [m³]

V2: Volumen im Endzustand [m³]

T1: Temperatur im Anfangszustand [K]

T2: Temperatur im Endzustand [K]

p: Konstanter Druck des Gases [Pa]

Δp: Druckänderung [Pa]

ΔT: Temperaturänderung [K]

ΔV: Volumenänderung [m³]

cp: Spezifische Wärmekapazität bei konstantem Druck [J/(kgK)]

cv: Spezifische Wärmekapazität bei konstantem Volumen [J/(kgK)]

W: Verrichtete Arbeit [J]

Q: Wärmeenergie [J]

ΔU: Änderung der inneren Energie [J]

m: Gasmasse [kg]
 

Programmbedienung

Durch die Positionierung des Schiebereglers p kann der Druck eingestellt werden. Nach der Bedienung der Schaltfläche Start wird das V(T)-Diagramm für einen isobaren Prozess gezeichnet. Am dargestellten Energiediagramm werden die Änderung der inneren Energie ΔU, die dem System zugeführte Wärmeenergie Q und die am System verrichtete Arbeit W ausgegeben.

Bei einer isobaren Expansion steigt die Temperatur, die innere Energie nimmt zu und das Gas verrichtet positive Arbeit. Bei einer isobaren Kompression hingegen nehmen Temperatur und die innere Energie des Gases ab. Die Arbeit des Gases ist negativ. Bei der Expansion nimmt das Gas Wärme auf, bei einer Kompression hingegen gibt es Wärme ab. Mit Hilfe des Schalters Urzustand versetzen Sie die Darstellung wieder in den Anfangszustand.
 

Module zum Themenbereich Thermodynamik


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