PhysProf - Isotherme Zustandsänderung

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Isotherme Zustandsänderung


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

PhysProf - Isotherm

Isotherm wird eine Zustandsänderung bezeichnet, bei welcher die Temperatur unverändert bleibt. Hierbei wandelt sich die zugeführte Energie restlos in mechanische Arbeit um.

Isotherm - Gleichung - 1

Nach dem Gesetz von Boyle-Mariotte und der Zustandsgleichung eines idealen Gases bleibt das Produkt aus Druck p und dem Volumen V bei konstanter Temperatur konstant.

Isotherm - Gleichung - 2 Isotherm - Gleichung - 3

Für die Wärmeenergie gilt:

Isotherm - Gleichung - 4

Für die verrichtete Arbeit gilt:

Isotherm - Gleichung - 5

Für die Änderung der inneren Energie gilt:

Isotherm - Gleichung - 6

Hierbei sind:

p1: Druck im Anfangszustand [Pa]

p2: Druck im Endzustand [Pa]

V1: Volumen im Anfangszustand [m³]

V2: Volumen im Endzustand [m³]

ΔT: Temperaturänderung [K]

W: Verrichtete Arbeit [J]

Q: Wärmeenergie [J]

ΔU: Änderung der inneren Energie [J]

m: Gasmasse [kg]

R: Gaskonstante [J/(kgK)]

T: Gastemperatur [K]
 

Programmbedienung

Durch die Positionierung des Schiebereglers T kann eine konstante Temperatur eingestellt werden. Nach der Bedienung der Schaltfläche Start wird das p(V)-Diagramm für einen isothermen 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.

Beim Prozess einer isothermen Expansion verändert sich die innere Energie des idealen Gases nicht und die gesamte erreichte Wärme wird in Arbeit gewandelt.
 

Module zum Themenbereich Thermodynamik


Isochore Zustandsänderung - Isobare Zustandsänderung - Isotherme Zustandsänderung - Adiabatische Zustandsänderung - Carnotscher Kreisprozess - Aggregatzustände - Mischungsregel - Reales Gas - Molekülgeschwindigkeit


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