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Reales Gas
Das reale Gas weicht in seiner thermischen Zustandsgleichung von der linearen Abhängigkeit des Drucks von Dichte und Temperatur ab, die das ideale Gas …
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Was ein reales Gas auszeichnet
Ein reales Gas ist ein Gas, dessen thermische Zustandsgleichung von der für ideale Gase typischen linearen Abhängigkeit des Drucks von Dichte und Temperatur abweicht. Das ideale Gas ist dabei ein vereinfachtes Modell; bei realen Gasen beeinflussen Eigenschaften der Teilchen das Verhalten.
Die Abweichungen entstehen vor allem aus zwei Gründen: Reale Gasteilchen besitzen ein eigenes Volumen und sind daher keine Punktmassen. Außerdem wirken sie bei kleinen Abständen aufeinander. Sie können sich anziehen und abstoßen, beispielsweise durch Van-der-Waals-Kräfte.
Wechselwirkungen und Zustandsgleichungen
Die Wechselwirkungen zwischen Gasteilchen lassen sich näherungsweise unter anderem mit dem Lennard-Jones-Potential, dem Kompressibilitätsfaktor und dem Joule-Thomson-Koeffizienten beschreiben. Der Kompressibilitätsfaktor kennzeichnet dabei die Abweichung vom idealen Gasverhalten, der Joule-Thomson-Koeffizient beschreibt eine Zustandsänderung bei Drosselung.
Berühren sich zwei Gasteilchen, überwiegt der repulsive, also abstoßende Kraftanteil. Er steigt extrem schnell an, mit r^{12} beziehungsweise exponentiell.
Wenn keine sehr große Genauigkeit nötig ist, wird zur Beschreibung eines realen Gases meist die Van-der-Waals-Gleichung verwendet. Daneben gibt es zahlreiche weitere Zustandsgleichungen, darunter Virialgleichungen sowie die Gleichungen von Clausius, Dieterici, Redlich-Kwong, Redlich-Kwong-Soave, Peng-Robinson, Benedict-Webb-Rubin, Berthelot und Wohl.