Zustandsänderungen idealer Gase

Zustandsänderungen idealer Gase
Das Konzept des p-V Diagrammes
Der Zustand eines Idealen Gases (konstanter Stoffmenge ν) wird eindeutig durch einen Punkt im
p-V-Diagramm beschrieben; denn ν ist konstant und T ergibt sich aus p und V gemäß der
Zustandsgleichung des idealen Gases:
p ⋅V = ν ⋅ R ⋅ T = N ⋅ k B ⋅ T
Jede mögliche Zustandsänderung eines idealen Gases entspricht einer Kurve im p-V-Diagramm.
Geschlossenen Kurven entsprechen Zustandsänderungen, die zum gleichen Zustand des Gases
zurückführen und die Kreisprozesse heißen. Dabei kann netto trotzdem Wärme (aus einem
Wärmebad, nicht aus dem Gas selbst) in mechanische Arbeit umgesetzt werden (‚rechtslaufende
Prozesse’) oder umgekehrt Wärme in ein Wärmebad bei höherer Temperatur transferiert werden
(‚linkslaufende Prozesse’). Bei Kreisprozessen fungiert das ideale Gas lediglich als Arbeitsmedium,
das netto nicht verändert wird!
Merke: Bei einem Kreisprozess ist die von der Kurve im p-V-Diagramm
eingeschlossene Fläche die pro Zyklus vom (am) Arbeitsmedium
netto geleistete Arbeit.
Gemäß dem 1. Hauptsatz der Wärmelehre und weil die inneren
Energie eine Zustandsgröße ist, ist sie gleichzeitig die vom
Arbeitsmedium netto aufgenommene (abgegebene) Wärme!
Spezielle Zustandsänderungen