Gase

Aggregatzustand gasförmig

Der Aggregatzustand „gasförmig“ entsteht aus der „festen“ oder „flüssigen“ Form durch Energiezufuhr (Wärme). Für einige Elemente und Verbindungen genügen bereits die Standardbedingungen (Temperatur 20 °C, Druck 1 bar), um als Gas vorzuliegen; bei ausreichend hohen Temperaturen wird jedoch jede Materie in den gasförmigen Zustand versetzt. Die dabei zugeführte Energie wird zur Bewegungsenergie der einzelnen Teilchen (je nach Temperatur mit Geschwindigkeiten im Bereich um 1000 m/s), was den gasförmigen Zustand mit vollständigem Ausfüllen des vorgegebenen Raumes mit statistischer Gleichverteilung der Gasteilchen bewirkt. Hierbei strebt das Gesamtsystem den Zustand höchster Entropie an (zweiter Hauptsatz der Thermodynamik).

Eigenschaften

Bei idealen Gasen ist die freie Beweglichkeit der einzelnen Teilchen entsprechend der kinetischen Gastheorie vollkommen; dieser Zustand wird erst bei hohen Temperaturen gegenüber dem Siedepunkt erreicht (was z. B. für Wasserstoff und Helium bereits bei Zimmertemperatur gilt).
Füllt man ein beliebiges ideales Gas in ein vorgegebenes Volumen, so befindet sich bei gleichem Druck und gleicher Temperatur darin immer die gleiche Anzahl Teilchen (Atome oder Moleküle), d. h. unabhängig von der Masse jedes Teilchens und somit unabhängig von der Art des Gases.

Bei realen Gasen sind noch mehr oder weniger große Anziehungskräfte der Teilchen untereinander wirksam (van der Waals'sche Kräfte). Der Unterschied ist beim Komprimieren bemerkbar: Gase sind kompressibel, das Volumen idealer Gase ist umgekehrt proportional zum Druck (Zustandsgleichung). Reale Gase weichen von den vorstehend beschriebenen Gesetzmäßigkeiten mehr oder weniger ab.

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 ausmacht. Die Abweichungen beruhen darauf, dass die Teilchen eine endliche Ausdehnung besitzen (keine Punktmassen sind) und sich bei größeren Abständen anziehen, z.B. durch Van-der-Waals-Kräfte.

Ist keine sehr große Genauigkeit erforderlich, so begnügt man sich in der Regel mit der Van-der-Waals-Gleichung zur Beschreibung des Zustandes eines realen Gases.

Einteilung

Einteilung der Gase

Gase

Edelgase

GAS, n. m. gattungsname für luftarten, oder luftförmige flüssigkeiten wie die wissenschaft den begriff bestimmt, die sich von den dämpfen unterscheiden durch die unmöglichkeit oder schwierigkeit sie in tropfbare gestalt zu bringen; auch von der gewöhnlichen luft sind sie verschieden und wurden im gegensatz zu ihr zuerst erkannt, während dieselbe jetzt selber von der wissenschaft als gasförmig, als ein gasgemenge bezeichnet wird. hier ist sonst nur von dem worte und seiner geschichte zu reden.

Kompetenzzentrum für elektronische Erschließungs- und Publikationsverfahren in den Geisteswissenschaften an der Universität Trier

Neben fest und flüssig ist gasförmig einer der drei klassischen Aggregatzustände von Stoffen unter Normbedingungen. Ein Gas ist eine Substanz dann, wenn deren Teilchen sich in großem Abstand voneinander frei bewegen und den verfügbaren Raum gleichmäßig ausfüllen. Im Vergleich zum Festkörper oder zur Flüssigkeit nimmt die gleiche Masse als Gas unter Normbedingungen den rund tausend- bis zweitausendfachen Raum ein.
Zusammen mit den Flüssigkeiten zählen Gase zu den Fluiden.

Alle Gase folgen bei Änderung von Temperatur und Druck denselben Gesetzen. Sie können durch Abkühlung bis unter ihre kritische Temperatur und/oder durch genügend hohen Druck verflüssigt werden.

Traditionell unterteilt man Gase nach der Reaktionsfreudigkeit in Gase und Edelgase.