Gesetz von Boyle-Mariotte – isotherme Kompression eines Gases

Was sie zeigt

Das Gesetz von Boyle-Mariotte besagt, dass bei einer festen Gasmenge und konstanter Temperatur der Druck umgekehrt proportional zum Volumen ist; das Produkt p·V bleibt also konstant. Im Teilchenmodell treffen die Moleküle bei kleinerem Volumen häufiger auf jede Flächeneinheit der Wand, wodurch der Druck steigt. Im p-V-Diagramm ist eine isotherme Zustandsänderung eine Hyperbel, die sich mit bloßem Auge schwer prüfen lässt. Trägt man dagegen p über 1/V auf, ergibt sich eine Ursprungsgerade, die übliche Methode, eine umgekehrte Proportionalität aus Messdaten nachzuweisen.

So funktioniert es

Stellen Sie Anfangsvolumen und Anfangsdruck ein, ziehen Sie dann den Kolben oder den Regler Aktuelles Volumen, um das Gas zu komprimieren und auszudehnen. Klicken Sie bei mehreren Volumina auf Messwert speichern und prüfen Sie die Spalte p·V in der Tabelle. Halbieren Sie das Volumen und vergleichen Sie den neuen Druck mit dem Anfangswert. Prüfen Sie im p-1/V-Diagramm, ob Ihre Punkte auf einer Ursprungsgeraden liegen, und wiederholen Sie mit einem anderen Anfangsdruck.

Einstellbare Parameter

• Anfangsvolumen 0,5–6 L
• Anfangsdruck 0,5–3 atm
• Aktuelles Volumen 0,5–6 L
• Auch p-1/V-Diagramm anzeigen

Fragen zum Erkunden

1. Warum ergibt das Diagramm von p über 1/V eine Gerade durch den Ursprung?
2. Wie verändert sich die p-V-Kurve, wenn der Anfangsdruck bei gleichem Anfangsvolumen verdoppelt wird?
3. Welche Größen müssen konstant bleiben, damit die Messwerte dem Gesetz von Boyle-Mariotte folgen?