Allgemeine Gasgesetze
Ohne Druck "geht nichts"!
Drücke in der Pneumatik - Unterscheidung, Definition
Abkürzungen:
Pamb atmosphärischer Druck, d.h. Druck direkt auf der Erdoberfläche (engl. pressure ambient)Pe atmosphärische Druckdifferenz (engl. pressure effective)Pabs Druck in absoluter Angabe bezogen auf 0 bar bzw. das Vakuum. (engl. pressure absolute)
1 bar = 105 Pa (Pascal) = 100 kPa1 Pa = 1 N/m2
Das Gesetz von Boyle-Mariotte
Die Luft, welche verdichtet wird, hat das Bestreben, sich auszudehnen (Expansion). Oder anders ausgedrückt: Je stärker Luft verdichtet wird, desto größer muss der Druck sein (Voraussetzung: Temperatur bleibt konstant):
Gesetz von Boyle-Mariotte
p ~ 1/ V bei T = konst. (Isotherme Änderung): Jede Kurve gehört zu einer bestimmten Temperatur und heißt deshalb Isotherme. Die Kurven bilden eine Hyperbel. Erklärend kann man sich diesen Zusammenhang, wenn man die Luftteilchen als Moleküle ansieht, welche gegen die Gefäßwand stoßen. Verkleinert man das Volumen, so gibt man diesen Teilchen weniger Platz, so dass sie öfters gegen die Gefäßwand stoßen und dadurch die mittlere Kraft zunimmt.
Das Gesetz von Gay-Lussac
Gesetz von Gay Lussac
V ~ T bei p = konst. (Isobare Änderung): Will man den Druck p konstant halten, dann muss man den Teilchen bei höherer Temperatur größeres Volumen zuteilen. Die Geraden (V ~ T) heißen Isobaren.
Gesetz von Charles (Jacques Alexandre Charles)
Gesetz von Charles
p ~ T bei V = konst.(Isochrone Änderung): Die Erklärung ist einfach: Je höher die Temperatur, desto höher die Geschwindigkeit der Teilchen und desto öfters stoßen diese Teilchen gegen die Gefäßwand. Die Geraden (p ~ T) heißen Isochoren.
Allgemeine Gasgleichung
Pneumatik - allgemeine Gasgleichung als Schaubild
Gas hat die Eigenschaft, sich bei Temperaturerhöhung auszudehnen. Die allgemeine Gasgleichung berücksichtigt den Einfluss der Temperatur für eine abgeschlossene Gasmenge.
Übungen
A1: Für eine Anlage soll ein Arbeitsdruck von 6 bar bezogen auf den Normdruck von 1,01325 bar erzeugt werden. Wie hoch muss Pabs sein?
A2: Ein Kompressor verdichtet die Luft bei einem atmosphärischen Druck auf 1/8 ihres Volumens. Welcher Druck stellt sich ein, unter der Vereinfachung, dass die Temperatur konstant bleibt?