Techniklexikon

Gas

Thermodynamik und statistische Physik, ein Aggregatzustand, in dem die einzelnen Moleküle relativ frei beweglich sind, so dass sich ihre gegenseitige Anordnung dauernd verändert. Eine Gasmenge hat deshalb keine feste Gestalt und kann ein beliebig grosses Volumen einnehmen. Die Beziehungen zwischen der Temperatur, dem Druck und dem Volumen einer Gasmenge werden durch die Gasgesetze (Zustandsgleichung) beschrieben. Unterhalb einer für jeden Stoff charakteristischen Temperatur, der kritischen Temperatur T_c, können Gase durch Kompression verflüssigt werden (Gasverflüssigung).

Ein ideales Gas stellt ein Modell dar, bei dem das Eigenvolumen der Gasmoleküle und die intermolekulare Wechselwirkung vernachlässigt werden. Die Moleküle werden als Massepunkte betrachtet, die sich wie elastische Kügelchen im Raum bewegen und den Gesetzen der klassischen Physik genügen (kinetische Gastheorie). Für reale Gase gibt es eine Vielzahl von verschiedenen Zustandsgleichungen, die in bestimmten Temperatur- und Druckbereichen die Einflüsse von Eigenvolumen und intermolekularen Wechselwirkungen gut beschreiben. Die innere Energie des realen Gases ist volumen- bzw. druckabhängig (Joule-Thomson-Effekt). Die einfachste Zustandsgleichung, die das reale Gas qualitativ richtig beschreibt, ist die Van-der-Waals-Gleichung. Bei sehr tiefen Temperaturen bzw. hohen Drücken kann es auf Grund von Quanteneffekten zur Gasentartung kommen.