205 - Adiabatenexponent

Die Zustandsgrößen Druck, Volumen und Temperatur eines Gases sind über die Zustandsgleichung des idealen Gases

p * V / T = const

miteinander verknüpft. Wird während eines Prozesses eine dieser Größen verändert, so ändern sich auch die beiden anderen in charakteristischer Weise. Besonders interessant und relativ leicht zu verstehen sind jene Spezialfälle, bei denen entweder eine der drei Größen konstant bleibt (isobar, isochor, isotherm) oder kein Wärmeaustausch mit der Umgebung stattfindet (adiabatisch).

Adiabatische Zustandsänderungen sind in Natur und Technik sehr häufig anzutreffen: beim Wetter (adiabatische Höhenstufe), bei der Schallausbreitung, im Dieselmotor (adiabatische Kompression zündet das Kraftstoff-Luft-Gemisch), im Kühlschrank (Abkühlung durch adiabatische Entspannung des Kühlmittels) etc. Die Beschäftigung mit diesem Thema dient also auch der Allgemeinbildung.

Bei der Berechnung adiabatischer Prozesse spielt der sogenannte Adiabatenexponent k eine entscheidende Rolle. Im Versuch wird k von Luft durch unterschiedliche, teils sehr originelle Meßverfahren bestimmt. Zusätzlich kann ein zweites Gas (z.B. Kohlendioxid) untersucht werden, bei dem sich aufgrund des anderen Molekülaufbaus (mehr Freiheitsgrade) für k ein kleinerer Wert ergibt.

Versuchsaufbau: