Techniklexikon

Ideales Gas

Begriff aus der Thermodynamik. Ein ideales G. folgt dem sog. Boyle-Mariotteschen Gesetz, wonach bei gleichbleibender Temperatur das Produkt aus Druck p und Volumen v immer gleich bleibt. Eine Form der allgemeinen Zustandsgleichung der Gase lautet folglich: p • v = R •% wobei R die sog. Gaskonstante und T die Temperatur ist. hypothetisches Gas, bei dem Druck p, Temperatur T und Volumen V der einfachen Gleichung pV = nRT genügen. Dabei bedeuten n die Menge des Gases und R die allgemeine Gaskonstante. Die innere Energie U ist dann nur von der Temperatur abhängig und durch  gegeben. Mikroskopisch kann man sich ein ideales Gas als aus punktförmigen Atomen bestehend vorstellen, die miteinander und mit der das Gasvolumen beschränkenden Gefässwand elastische Stösse ausführen, keine Kräfte aufeinander ausüben und unterschiedliche Geschwindigkeiten haben, die einer Maxwell-Verteilung folgen. In dieser Beschreibung ergibt sich der Druck auf die Gefässwand durch den pro Zeit- und Flächeneinheit übertragenen Impuls zu  mit n = Atomanzahl pro Volumen, m = Masse eines Gasatoms und  = Mittelwert über alle v². Reale Gase zeigen immer ein vom idealen Gas abweichendes Verhalten, da die Gasatome nicht punktförmig sind und miteinander wechselwirken. Doch zeigt die Erfahrung, dass bei hoher Temperatur und kleinen Drücken die realen Gase in ihrem Verhalten dem idealen Gas immer ähnlicher werden. Für viele praktische Anwendungen ist damit die Behandlung der realen Gase als ideales Gas gerechtfertigt.