PhysProf - Reales Gas - Reale Gase - pV-Diagramm - Kritischer Punkt - Druck

PhysProf - Physik-Software - Reales Gas

Fachthema: Reales Gas

PhysProf - Thermodynamik - Eine Software zur Visualisierung physikalischer Sachverhalte mittels Simulationen und 2D-Animationen zur Unterstützung des Unterrichts naturwissenschaftlicher Fächer sowie für alle die sich für Physik interessieren.

PhysProf - Physikprogramm mit Animationen - Reales Gas

Online-Hilfe für das Modul
zur Darstellung und Auswertung von Druck-Volumen-Diagrammen realer Gase.

Dieses Teilprogramm ermöglicht die Durchführung interaktiver Analysen zu diesem Fachthema und eine Untersuchung der entsprechenden physikalischen Sachverhalte.

PhysProf - Programm zur Visualisierung physikalischer Sachverhalte 

Weitere relevante Seiten zu diesem Programm

 
Durch die Ausführung eines Klicks auf die nachfolgend gezeigte Schaltfläche gelangen Sie zur Startseite dieser Homepage.
 
Zur Startseite dieser Homepage
 
Durch die Ausführung eines Klicks auf die nachfolgend gezeigte Schaltfläche gelangen Sie zur Videoauswahl zu PhysProf 1.1.
 
Zu den Videos zu PhysProf 1.1
 
Durch die Ausführung eines Klicks auf die nachfolgend gezeigte Schaltfläche können Sie eine kostenlose Demoversion des Programms PhysProf 1.1 herunterladen.

Zum Download der Demoversion von PhysProf 1.1
 

Themen und Stichworte zu diesem Modul:

Reale Gase - Thermische Zustandsgleichung - Kritischer Druck - Kritisches Volumen - Kritische Temperatur - Kritischer Punkt - p-V-Diagramm - Zustandsdiagramm - Zustandsgleichung - Gas - Gleichung - Dichte - Druck - Gasdruck - Gasvolumen - Gasmasse - Gastemperatur - Gasgleichung - Druckerhöhung - Allgemeine Gaskonstante - Van der Waals-Konstante - Van der Waals-Gleichung - Volumen - Temperatur - Reales Gasgesetz - Berechnen - Einheit - Physikalische Einheit - Gleichung - Beispiel - Eigenschaften - Bild - Grafik- Vorgang - Vorgänge - Diagramm - Berechnung - Darstellen - Grafische Darstellung

 
Durch die Ausführung eines Klicks auf die nachfolgend gezeigte Schaltfläche gelangen Sie zum Inhaltsverzeichnis der in PhysProf 1.1 implementierten Module bzw. zur Bestellseite für das Programm.
 
Zum Inhaltsverzeichnis von PhysProf 1.1 PhysProf 1.1 bestellen
 

Reales Gas


Das Unterprogramm [Thermodynamik] - [Reales Gas] stellt das Druck-Volumen-Diagramm realer Gase für bestimmte Temperaturen dar.

PhysProf - Reales Gas - Gasdruck - Gasvolumen - Gasmasse - Gaskonstante - Gastemperatur - Van-der-Waals-Konstante - Volumen - Druck

Die meisten Gase zeigen bei atmosphärischem Druck ideales Verhalten. Von diesem jedoch weichen sie bei steigendem Druck oder fallender Temperatur stark ab, da die Dichte eines Gases zunimmt und die Moleküle im Mittel nicht mehr sehr weit voneinander entfernt sind. Die Van-der-Waals-Gleichung ist eine Zustandsgleichung, welche das Verhalten realer Gase über weite Druckbereiche besser beschreibt als die Zustandsgleichung für ideale Gase. Für n Mole eines Gases lautet diese:

Reales Gas - Gleichung - 1

Das Programm ermittelt in diesem Modul die kritischen Werte für Temperatur, Druck und Volumen des Gases, welche bedeutenden Einfluss auf die Phasenumwandlung gasförmig-flüssig haben. Gase lassen sich oberhalb der kritischen Temperatur nicht mehr ausschließlich durch Kompression verflüssigen, vielmehr bedarf es hierfür einer entsprechenden Temperaturreduzierung.

Die grün gekennzeichnete Kurve beschreibt hierbei die Isotherme der kritischen Temperatur. Nur unterhalb dieser Temperatur lassen sich Gase unter Druck verflüssigen. Der markierte Wendepunkt mit waagrechter Tangente entspricht dem Punkt des kritischen Drucks und des kritischen Volumens. Zwischen den kritischen Werten eines Gases und den Van-der-Waals-Konstanten a und b bestehen folgende Beziehungen:

Reales Gas - Gleichung - 2

Reales Gas - Gleichung - 3

Reales Gas - Gleichung - 4

Hierbei sind:

p: Gasdruck [Pa]

V: Gasvolumen [m³]

m: Gasmasse [kg]

R: Gaskonstante [J/(kgK)]

T: Gastemperatur [K]

a: Van-der-Waals-Konstante [N·m4/kmol²]

b: Van-der-Waals-Konstante [m³/kmol]

TKr: Kritischer Wert von Temperatur [K]

VKr: Kritischer Wert von Volumen [m³]

pKr: Kritischer Wert Druck [Pa]
 

Die Konstante a beschreibt die innere Druckerhöhung durch die zusätzlich vorhandene kinetische Energie im anziehenden Potential (Kohäsion). Die Konstante b beschreibt die Reduktion des freien Volumens durch die endliche Ausdehnung der Moleküle. Diese Konstanten werden aus experimentell bestimmbaren kritischen Daten errechnet. Bei der Darstellung ist der Bereich des Phasenübergangs gasförmig-flüssig grau gefärbt. Nur innerhalb dieses Bereichs kann das Gas durch Komprimierung verflüssigt werden. Links dieses Bereichs existiert das Gas als Flüssigkeit, rechts davon als Gas bzw. als Dampf.
 

Programmbedienung

Durch die Auswahl eines entsprechenden Eintrags aus der Liste wird das Zustandsdiagramm des gewählten Gases dargestellt und die entsprechenden kritischen Werte und Konstanten werden angezeigt. Unterhalb des Diagramms werden die Werte für Gasvolumen V und Gasdruck p bei aktuell vorhandender Mauscursorposition ausgegeben.
 

Kurzbeschreibungen einiger Module zu entsprechenden Themenbereichen

Eine kleine Übersicht in Form von Bildern und kurzen Beschreibungen über einige zu den einzelnen Fachthemengebieten dieses Programms implementierte Unterprogramme finden Sie unter Kurzbeschreibungen von Modulen zum Themengebiet Mechanik Kurzbeschreibungen von Modulen zum Themengebiet Elektrotechnik Kurzbeschreibungen von Modulen zum Themengebiet Optik - Kurzinfos zum Themengebiet Thermodynamik sowie unter Kurzbeschreibungen von Modulen zu sonstigen Themengebieten.

 

Nützliche Infos zu diesem Themengebiet

 

Hilfreiche Informationen zu diesem Fachthema sind unter Wikipedia - Reales Gas sowie unter Wikipedia - Van der Waals-Gleichung und unter Wikipedia - Thermische Zustandsgleichung idealer Gase zu finden.
 

Video

 

Nachfolgend finden Sie ein Video zu diesem Fachthema, welches Sie durch die Ausführung eines Klicks
auf die nachfolgend gezeigte Grafik abspielen lassen können.

Implementierte Module zum Themenbereich Thermodynamik


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

Unsere Produkte
 
PhysProf 1.1
Physik interaktiv
 
PhysProf 1.1 ist ein Programm für alle, die die Aufgabe oder das Ziel haben, sich physikalische Gesetzmäßigkeiten und Gegebenheiten zu verdeutlichen. Es spricht alle an, die sich für die Ergründung physikalischer Prozessabläufe und derartige Zusammenhänge interessieren. In zahlreichen Unterprogrammen besteht die Möglichkeit, Veränderungen von Einflussgrößen manuell, oder durch die Ausgabe automatisch ablaufender Simulationsprozesse in Echtzeit zu steuern und zu analysieren. Inhaltlich umfasst es ca. 70 verschiedene Unterprogramme zu den Fachthemenbereichen Mechanik, Elektrotechnik, Thermodynamik und Optik.
 

Bilder zum Programm PhysProf 1.1 - Mechanik - Elektrotechnik - Thermodynamik - Optik
 

Durch die Benutzung dieses Programms wird es ermöglicht, bereits bekannte Fachthemeninhalte aufzuarbeiten und entsprechende Sachverhalte numerisch wie auch grafisch zu analysieren. Mittels der freien Veränderbarkeit der Parameter von Einflussgrößen bei der Ausgabe grafischer Darstellungen besteht in vielen Unterprogrammen die Möglichkeit, Veränderungen an dargestellten Zusammenhängen manuell oder durch die Anwendung automatisch ablaufender Simulationsprozesse in Echtzeit zu steuern und zu analysieren.

Es verfügt über eine umfangreiche Programmhilfe mit ca. 300 Seiten.

 
 
   
MathProf 5.0
Mathematik interaktiv

 
MathProf 5.0 ist ein Programm für alle, die die Aufgabe oder das Ziel haben, sich mathematische Sachverhalte auf einfache Weise zu verdeutlichen. Zudem spricht es diejenigen an, die sich für Mathematik interessieren, oder mathematische Probleme verschiedenster Art zu lösen haben und von grafischen 2D- und 3D-Echtzeitdarstellungen sowie Animationen beeindruckt sind.
 

Bilder zum Programm MathProf 5.0 - Analysis - Trigonometrie - Algebra - 3D-Mathematik - Vektoralgebra - Geometrie
 

Es eignet sich insbesondere dafür, um interaktive grafische Untersuchungen sowie numerische Berechnungen zu entsprechenden Fachthemen durchführen zu lassen. Mehr als 300 verschiedene Unterprogramme decken die mathematischen Themenbereiche Analysis, Geometrie, Trigonometrie, Algebra, Stochastik, 3D-Mathematik und Vektoralgebra großflächig ab.


Bilder zum Programm MathProf 5.0 - Analysis - Trigonometrie - Algebra - 3D-Mathematik - Stochastik - Vektoralgebra - Numerisch - Grafisch - Plotten - Graph


Durch die Nutzbarkeit vieler implementierter grafischer Features bestehen vielseitige gestaltungstechnische Möglichkeiten, ausgegebene Grafiken in entsprechenden Unterprogrammen auf individuelle Anforderungen anzupassen. Durch die freie Veränderbarkeit von Parametern und Koordinatenwerten bei der Ausgabe grafischer Darstellungen, besteht in vielen Modulen zudem die Möglichkeit, Veränderungen an dargestellten Gebilden und Zusammenhängen manuell oder durch die Verwendung automatisch ablaufender Simulationsprozesse in Echtzeit zu steuern und zu analysieren.
 
Es verfügt über eine umfangreiche Programmhilfe mit ca. 1600 Seiten.


Eine Übersicht aller in MathProf 5.0 zur Verfügung stehender Programmteile finden Sie im MathProf - Inhaltsverzeichnis, oder durch einen Klick auf die nachfolgend dargestellte Schaltfläche.
 
Zum Inhaltsverzeichnis von MathProf 5.0
 
Kurzinfos zu Inhalten einiger in MathProf 5.0 eingebundnener Unterprogramme erhalten Sie unter:
 
Videos zu einigen mit diesem Programm erzeugten Animationen finden Sie unter Videos, oder einen Klick auf die nachfolgend dargestellte Schaltfläche ausführen.
 
Zu den Videos zu MathProf 5.0
 
 
 
SimPlot 1.0

Visualisierung und Simulation interaktiv
 

SimPlot 1.0 ist eine Anwendung, welche es unter anderem durch interaktiv erstellbare Präsentationen ermöglicht, sich Sachverhalte aus vielen technischen, wissenschaftlichen und anderen Bereichen grafisch darstellen und diese multifunktional sowohl statisch, wie auch in Form bewegter Grafiken ausgeben zu lassen. Das Programm erlaubt die Erstellung von Gebilden mit zweidimensionalen grafischen Objekten, welche als geometrische Figuren und Bilder zur Verfügung stehen.
 
Es bietet zudem die Möglichkeit, Zusammenhänge im Bereich der Planimetrie auf einfache Weise interaktiv zu analysieren. Unter anderem wird es ermöglicht, mit erzeugten Gebilden geometrische Transformationen durchzuführen und diesen automatisch ablaufende Bewegungs- und Verformungsprozesse zuzuweisen.

 
Bilder zum Programm SimPlot 1.0 - Zweidimensionale Grafiken, Simulationen und Animationen für unterschiedlichste Anwendungsbereiche

 
SimPlot kann sowohl zur Erstellung von Infografiken, zur dynamischen Datenvisualisierung, zur Auswertung technisch-wissenschaftlicher Zusammenhänge sowie zur Erzeugung bewegter Bilder für verschiedenste Anwendungsbereiche eingesetzt werden. Neben der Bereitstellung vieler mathematischer Hilfsmittel und zusätzlicher Unterprogramme erlaubt es auch die Einblendung von Hilfslinien zur Echtzeit, welche dienlich sind, um sich relevante Sachverhalte und Zusammenhänge unmittelbar begreiflich zu machen.

Dieses Programm verfügt über eine umfangreiche Programmhilfe mit ca. 900 Seiten.
 
Eine Inhaltsübersicht dessen finden Sie unter SimPlot - Inhaltsverzeichnis, oder durch einen Klick auf die nachfolgend dargestellte Schaltfläche.

Zum Inhaltsverzeichnis von SimPlot 1.0
 
Beispiele einiger mit Simplot 1.0 erzeugter Grafiken finden Sie unter Beispiele, oder durch einen Klick auf die nachfolgend dargestellte Schaltfläche.

Zu Beispielen von SimPlot 1.0
 
Videos zu einigen mit diesem Programm erzeugten Animationen finden Sie unter Videos, oder einen Klick auf die nachfolgend dargestellte Schaltfläche ausführen.
 
Zu den Videos zu SimPlot 1.0

Zur Inhaltsseite