Gasgesetz-Simulator

Interaktive Visualisierung der Gasgesetze mit Partikelanimationen und Echtzeitberechnungen

Gasgesetze verstehen

🌡️ Boyle-Mariotte-Gesetz

Bei konstanter Temperatur sind Druck und Volumen eines Gases umgekehrt proportional:

p₁V₁ = p₂V₂

Anwendung: Druckluftreifen, Sprühdosen

📈 Gay-Lussac-Gesetz

Bei konstantem Druck sind Volumen und Temperatur direkt proportional:

V/T = konstant

Anwendung: Heißluftballons, Thermometer

⚗️ Ideales Gasgesetz

Verbindet alle Zustandsgrößen eines idealen Gases:

pV = nRT

Anwendung: Alle Gasberechnungen, chemische Reaktionen

🔬 Realgase vs. Ideale Gase

Das ideale Gasgesetz gilt streng genommen nur für ideale Gase ohne Wechselwirkungen. Reale Gase zeigen Abweichungen:

  • Bei hohem Druck: Moleküle haben Eigenvolumen
  • Bei niedriger Temperatur: Anziehungskräfte zwischen Molekülen
  • Korrekturfaktoren: Van-der-Waals-Gleichung berücksichtigt diese Effekte

📊 Praktische Anwendungen

  • Autoreifen: Druckänderung bei Temperaturschwankungen
  • Luftballons: Volumenänderung mit Temperatur
  • chemische Reaktionen: Gasvolumenberechnungen
  • Atmosphärenphysik: Druck- und Höhenberechnungen
  • Industrielle Prozesse: Gasbehälterauslegung

🧮 Berechnungsbeispiele

Beispiel: Boyle-Mariotte

Ein Gas hat V₁ = 10 L bei p₁ = 1 atm. Wie groß ist V₂ bei p₂ = 2 atm?

V₂ = p₁V₁/p₂ = (1 atm × 10 L)/(2 atm) = 5 L

Beispiel: Ideales Gasgesetz

2 mol Gas bei 300 K und 1 atm. Welches Volumen?

V = nRT/p = (2 mol × 0.0821 L·atm/(mol·K) × 300 K)/(1 atm) = 49.3 L