www.wikidata.de-de.nina.az

Kinetische Gastheorie Die kinetische Gastheorie früher auch dynamische Gastheorie ist ein Teilgebiet der statistischen M

Kinetische Gastheorie

Die kinetische Gastheorie (früher auch dynamische Gastheorie) ist ein Teilgebiet der statistischen Mechanik.

Die kinetische Gastheorie erklärt die Eigenschaften von Gasen, insbesondere die Gasgesetze, durch die Vorstellung, dass Gase aus einer sehr großen Anzahl kleiner Teilchen (Atome oder Moleküle) bestehen, die in ständiger Bewegung sind (gr. κίνησις kínesis „Bewegung“). Die Theorie führt zu einer mikroskopischen Erklärung der Eigenschaften von Temperatur und Wärme, die in der Thermodynamik durch ihre makroskopischen Eigenschaften definiert sind.

Schon im 17. Jahrhundert vermuteten Physiker wie Francis Bacon, dass Wärme eine Form der Bewegung ist. Der Erste, der eine vollständigere Theorie entwarf, war Daniel Bernoulli 1738. Ihm folgten u. a. Michail Wassiljewitsch Lomonossow, Georges-Louis Le Sage, John Herapath und John James Waterston, jedoch wurden deren Überlegungen weitgehend ignoriert. Erst ab 1860 fand die kinetische Gastheorie durch die Arbeiten von Physikern wie Rudolf Clausius, James Clerk Maxwell und Ludwig Boltzmann breitere Anerkennung. Gleichzeitig wurde die kinetische Gastheorie aber auch heftig bestritten, sogar noch bis ins 20. Jahrhundert hinein u. a. durch Ernst Mach und Wilhelm Ostwald, da sie vollständig von der damals als Hypothese betrachteten Existenz der Atome oder Moleküle abhängt.

Die wichtigsten Grundannahmen der Theorie sind:

  1. Die Teilchen eines Gases (Atome, Moleküle) sind von vernachlässigbarer Größe und ständig in ungeordneter, aber statistisch fassbarer Bewegung.
  2. Zwischen ihren Zusammenstößen bewegen sie sich gleichförmig und unabhängig voneinander, ohne Bevorzugung einer Richtung.
  3. Die Teilchen üben keine Kräfte aufeinander aus, solange sie sich nicht gegenseitig berühren.
  4. Zusammenstöße der Teilchen untereinander und mit der Gefäßwand gehorchen dem Gesetz des elastischen Stoßes. Bei den Zusammenstößen sind immer nur zwei Teilchen involviert.

Aus diesen Annahmen entwickelt die kinetische Gastheorie Formeln, die für ein ideales Gas die Größen Druck, spezifische Wärme, Schallgeschwindigkeit, Diffusion, Wärmeleitung und innere Reibung vorhersagen. Die Formeln geben die Beobachtungen an vielen wirklichen Gasen gut wieder und führten beispielsweise zu ersten Bestimmungen der Größe, Anzahl und Masse der Atome bzw. Moleküle. Durch ergänzende Zusätze zu den Annahmen Nr. 3 und 4 wurde auch das abweichende Verhalten realer Gase in die kinetische Gastheorie einbezogen, wie es z. B. in der van der Waalsschen Zustandsgleichung beschrieben wird.

Literatur Bearbeiten

  • Ruth Heise: Elementare Einführung in die kinetische Gastheorie, Teubner, Leipzig, 1963

Weblinks Bearbeiten

Siehe auch Bearbeiten

Einzelnachweise Bearbeiten

  1. Richard Becker: Theorie der Wärme. Heidelberger Taschenbücher, photomechanischer Nachdruck der ber. Auflage. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York 1966, II Statistische Mechanik, A Kinetische Gastheorie, §23-28, S. 62–86.
  2. Feynman-Vorlesungen über Physik, Bd. 1, Kapitel 39 "Die kinetische Gastheorie.", Online, Kapitel 39 (englisch)
  3. Emilio Segrè: Die großen Physiker und ihre Entdeckungen – Von Galilei bis Boltzmann. 2. Auflage. Piper, München 2002, ISBN 3-492-21174-7, 6 Kinetische Theorie: Erste Erkenntnisse über die Struktur der Materie, S. 379–403 (Originaltitel: From Falling Bodies to Radio Waves – Classical Physicists and Their Discoveries. 1984. Übersetzt von Hainer Kober).
  4. kinetische Theorie. In: VEB F.A. Brockhaus Verlage (Hrsg.): Der Brockhaus - abc Physik. Band 1. Leipzig 1972.
  5. Kerson Huang: Statistische Mechanik I. Heidelberger Taschenbücher, photomechanischer Nachdruck der ber. Auflage. Hochschultaschenbücher Verlag, Mannheim 1964, 3.1 Das Problem der kinetischen Theorie, S. 69.
  6. Klaus Stierstadt: Thermodynamik – Von der Mikrophysik zur Makrophysik. Springer Verlag, Heidelberg 2010, ISBN 978-3-642-05097-8, 10 Transportprozesse, S. 391–408.
  7. Klaus Stierstadt: Thermodynamik – Von der Mikrophysik zur Makrophysik. Springer Verlag, Heidelberg 2010, ISBN 978-3-642-05097-8, 11.1 Systeme wechselwirkender Teilchen – Reale Gase, S. 439–469.
wikipedia, wiki, deutsches, deutschland, buch, bücher, bibliothek artikel lesen, herunterladen kostenlos kostenloser herunterladen, MP3, Video, MP4, 3GP, JPG, JPEG, GIF, PNG, Bild, Musik, Lied, Film, Buch, Spiel, Spiele
Veröffentlichungsdatum:
Die kinetische Gastheorie fruher auch dynamische Gastheorie ist ein Teilgebiet der statistischen Mechanik Die kinetische Gastheorie erklart die Eigenschaften von Gasen insbesondere die Gasgesetze durch die Vorstellung dass Gase aus einer sehr grossen Anzahl kleiner Teilchen Atome oder Molekule bestehen die in standiger Bewegung sind gr kinhsis kinesis Bewegung Die Theorie fuhrt zu einer mikroskopischen Erklarung der Eigenschaften von Temperatur und Warme die in der Thermodynamik durch ihre makroskopischen Eigenschaften definiert sind 1 2 Schon im 17 Jahrhundert vermuteten Physiker wie Francis Bacon dass Warme eine Form der Bewegung ist Der Erste der eine vollstandigere Theorie entwarf war Daniel Bernoulli 1738 Ihm folgten u a Michail Wassiljewitsch Lomonossow Georges Louis Le Sage John Herapath und John James Waterston jedoch wurden deren Uberlegungen weitgehend ignoriert Erst ab 1860 fand die kinetische Gastheorie durch die Arbeiten von Physikern wie Rudolf Clausius James Clerk Maxwell und Ludwig Boltzmann breitere Anerkennung Gleichzeitig wurde die kinetische Gastheorie aber auch heftig bestritten sogar noch bis ins 20 Jahrhundert hinein u a durch Ernst Mach und Wilhelm Ostwald da sie vollstandig von der damals als Hypothese betrachteten Existenz der Atome oder Molekule abhangt 3 Die wichtigsten Grundannahmen der Theorie sind 4 5 Die Teilchen eines Gases Atome Molekule sind von vernachlassigbarer Grosse und standig in ungeordneter aber statistisch fassbarer Bewegung Zwischen ihren Zusammenstossen bewegen sie sich gleichformig und unabhangig voneinander ohne Bevorzugung einer Richtung Die Teilchen uben keine Krafte aufeinander aus solange sie sich nicht gegenseitig beruhren Zusammenstosse der Teilchen untereinander und mit der Gefasswand gehorchen dem Gesetz des elastischen Stosses Bei den Zusammenstossen sind immer nur zwei Teilchen involviert Aus diesen Annahmen entwickelt die kinetische Gastheorie Formeln die fur ein ideales Gas die Grossen Druck spezifische Warme Schallgeschwindigkeit Diffusion Warmeleitung und innere Reibung vorhersagen Die Formeln geben die Beobachtungen an vielen wirklichen Gasen gut wieder und fuhrten beispielsweise zu ersten Bestimmungen der Grosse Anzahl und Masse der Atome bzw Molekule 6 Durch erganzende Zusatze zu den Annahmen Nr 3 und 4 wurde auch das abweichende Verhalten realer Gase in die kinetische Gastheorie einbezogen wie es z B in der van der Waalsschen Zustandsgleichung beschrieben wird 7 Inhaltsverzeichnis 1 Literatur 2 Weblinks 3 Siehe auch 4 EinzelnachweiseLiteratur BearbeitenRuth Heise Elementare Einfuhrung in die kinetische Gastheorie Teubner Leipzig 1963Weblinks BearbeitenVideo Kinetische Gastheorie und MAXWELL BOLTZMANN Wie beschreibt man ein Gas mikroskopisch Jakob Gunter Lauth SciFox 2013 zur Verfugung gestellt von der Technischen Informationsbibliothek TIB doi 10 5446 15650 Siehe auch BearbeitenWarmeubertragung Maxwell Boltzmann Verteilung H TheoremEinzelnachweise Bearbeiten Richard Becker Theorie der Warme Heidelberger Taschenbucher photomechanischer Nachdruck der ber Auflage Springer Verlag Berlin Heidelberg New York 1966 II Statistische Mechanik A Kinetische Gastheorie 23 28 S 62 86 Feynman Vorlesungen uber Physik Bd 1 Kapitel 39 Die kinetische Gastheorie Online Kapitel 39 englisch Emilio Segre Die grossen Physiker und ihre Entdeckungen Von Galilei bis Boltzmann 2 Auflage Piper Munchen 2002 ISBN 3 492 21174 7 6 Kinetische Theorie Erste Erkenntnisse uber die Struktur der Materie S 379 403 Originaltitel From Falling Bodies to Radio Waves Classical Physicists and Their Discoveries 1984 Ubersetzt von Hainer Kober kinetische Theorie In VEB F A Brockhaus Verlage Hrsg Der Brockhaus abc Physik Band 1 Leipzig 1972 Kerson Huang Statistische Mechanik I Heidelberger Taschenbucher photomechanischer Nachdruck der ber Auflage Hochschultaschenbucher Verlag Mannheim 1964 3 1 Das Problem der kinetischen Theorie S 69 Klaus Stierstadt Thermodynamik Von der Mikrophysik zur Makrophysik Springer Verlag Heidelberg 2010 ISBN 978 3 642 05097 8 10 Transportprozesse S 391 408 Klaus Stierstadt Thermodynamik Von der Mikrophysik zur Makrophysik Springer Verlag Heidelberg 2010 ISBN 978 3 642 05097 8 11 1 Systeme wechselwirkender Teilchen Reale Gase S 439 469 Normdaten Sachbegriff GND 4163881 5 lobid OGND AKS Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Kinetische Gastheorie amp oldid 230130557