Skip to main content

Physikalische Eigenschaften von Gasen

  • Chapter
  • First Online:
Gasmesstechnik in Theorie und Praxis

Zusammenfassung

Als Gas oder gasförmigen Stoff wird eine Substanz bezeichnet, die bei Raumtemperatur (20 \({}^{\circ}\)C) und einem normalen Luftdruck (1013 hPa) weder ein Feststoff noch eine Flüssigkeit ist. Der gasförmige Zustand ist daher eng mit der Temperatur und dem Druck verknüpft. Die physikalischen Eigenschaften der Gase bilden eine wichtige Basis für Anwendungen in der Gasmesstechnik. Man unterscheidet, je nach Aufbau des gasförmigen Stoffes, zwischen drei verschiedene Formen. Neben den in atomarer Form vorkommenden Edelgasen und den einatomigen Molekülformen (z. B. N\({}_{2}\)) gibt es eine Vielzahl von sogenannten mehratomigen Gasen (z. B. CO\({}_{2}\)). Unter dem oben angegeben Begriff lassen sich maximal 200 Stoffe als Gas bezeichnen. Insgesamt existieren lediglich 12 elementare Gase (6 Edelgase und 6 einatomige Gase). Eine Besonderheit stellen die Dämpfe dar. Hierbei handelt es sich um Stoffe, die bei Raumtemperatur (20 \({}^{\circ}\)C) und Normaldruck (1013 hPa) zwar in flüssiger Form vorliegen, aber trotzdem zu einem gewissen Anteil ausgasen und dann zu einem Dampf werden. Dämpfe verhalten sich physikalisch wie Gase. Der bekannteste Stoff ist in diesem Zusammenhang der Wasserdampf.

This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.

Access this chapter

Institutional subscriptions

Notes

  1. 1.

    Heinrich Gustav Magnus (1802–1870) deutscher Physiker und Chemiker.

  2. 2.

    John Dalton (1766–1844) englischer Chemiker.

  3. 3.

    Charles David Keeling (1928–2005) US-amerikanischer Klimaforscher.

  4. 4.

    http://www.esrl.noaa.gov/gmd/obop/mlo/index.html.

  5. 5.

    Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoff Verbindungen.

  6. 6.

    Sir Robert Boyle (1627–1691) britischer Physiker.

  7. 7.

    Edme Mariotte (1620–1684) französischer Physiker.

  8. 8.

    Evangelista Torricelli (1608–1647) italienischer Physiker.

  9. 9.

    Blaise Pascal (1623–1662) französischer Mathematiker und Physiker.

  10. 10.

    William Sutherland (1859–1911) australischer Physiker und Chemiker.

  11. 11.

    Daniel Bernoulli (1700–1782) Schweizer Mathematiker und Physiker.

  12. 12.

    James Clerk Maxwell (1831–1879) schottischer Physiker.

  13. 13.

    Bewegungsmöglichkeit der Atome/Moleküle.

  14. 14.

    Rudolf Julius Emanuel Clausius (1822–1888) deutscher Physiker.

  15. 15.

    Robert Brown (1773–1858) schottischer Botaniker

  16. 16.

    Jean Baptiste Perrin (1870–1942) französischer Physiker.

  17. 17.

    Pirani, Marcello Stefano (1880–1968) deutscher Physiker.

  18. 18.

    Adolf Fick (1829–1901) deutscher Physiologe.

  19. 19.

    In SI-Einheiten umgerechnet entspricht 1 Barrer \(=7{,}5\cdot 10^{-8}\,[\mathrm{m}^{3}(\mathrm{STP})]\cdot[\mathrm{m}]\cdot[\mathrm{m}^{2}]\cdot[\mathrm{s}]^{-1}\cdot[\mathrm{Pa}]^{-1}\) STP \(=\) Standardtemperatur und -Druck.

  20. 20.

    William Henry (1774–1836) englischer Mediziner und Chemiker.

  21. 21.

    Irving Langmuir (1881–1957) US-amerikanischer Chemiker und Physiker.

  22. 22.

    Stephen Brunauer (1903–1986) ungarischer Chemiker.

  23. 23.

    Paul Hugh Emmett (1900–1985) US-amerikanischer Physikochemiker.

  24. 24.

    Edward Teller (1908–2003) ungarischer Physiker.

  25. 25.

    Ernst Kraft Wilhelm Nußelt (1882–1957) deutscher Ingenieur und Physiker.

  26. 26.

    Sir Robert Boyle (1627–1691) britischer Physiker und Chemiker.

  27. 27.

    Edme Mariotte (1620–1684) französischer Physiker.

  28. 28.

    Joseph Louis Gay-Lussac (1778–1850) französischer Physiker und Chemiker.

  29. 29.

    Die mittlere Dichte eines Menschen ist \(\varrho\approx 1000\,\mathrm{kg/m}^{3}\) (ähnlich wie Wasser). Bei einem Körpergewicht von 80 kg entspricht das dann einem Volumen von ca. 0,08 m\({}^{3}\).

  30. 30.

    Josef Loschmidt (1821–1895) österreichischer Physiker und Chemiker.

  31. 31.

    Die Angaben ppm und vpm sind in der Gasanalyse identisch.

  32. 32.

    Z. B. bei der MAK-Wert Bestimmung.

  33. 33.

    Unmöglichkeit eines Perpetuum mobile (1. Art).

  34. 34.

    Nach Konvention gibt das Gas (System) bei Expansion (\(\Updelta V> 0\)) Arbeit ab, diese wird negativ gezählt, daher muss W negativ gezählt werden.

  35. 35.

    Johannes Diderik van der Waals (1837–1923) niederländischer Physiker.

  36. 36.

    Z. B.: 55 Vol.% H\({}_{2}\), 5 Vol.-% CO, 25 Vol.-% CH\({}_{4}\), 2 Vol.-% C\({}_{n}\)H\({}_{m}\), 2 Vol.-% CO\({}_{2}\), 10 Vol.-% N\({}_{2}\), 1 Vol.-% O\({}_{2}\).

  37. 37.

    James Prescott Joule (1818–1889) britischer Physiker.

  38. 38.

    William Thomson (später Lord Kelvin) (1824–1907) britischer Physiker.

  39. 39.

    Carl Paul Gottfried Linde, seit 1897 Ritter von Linde (1842–1934) war ein deutscher Ingenieur, Erfinder und Gründer der Linde AG.

  40. 40.

    Stöchiometrie \(=\) Chemisches Rechnen.

  41. 41.

    H für High \(=\) hoher Heizwert.

  42. 42.

    L für Low \(=\) niedriger Heizwert.

  43. 43.

    CNG = Compressed Natural Gas.

  44. 44.

    LPG \(=\) Liquid Petrol Gas (Umgangssprache Autogas).

  45. 45.

    22,4 L unter Normalbedingungen.

  46. 46.

    Hammer 2014.

  47. 47.

    Cerbe 2008.

  48. 48.

    Geoffredo Wobbe, italienischer Physiker und Gasingenieur.

  49. 49.

    Gotthilf Heinrich Ludwig Hagen (1797–1884) deutscher Ingenieur.

  50. 50.

    Jean Léonard Marie Poiseuille (1797–1869) französischer Physiologe.

  51. 51.

    Henry Darcy (1803–1858) französischer Ingenieur.

  52. 52.

    DIN EN ISO 5167-1.

  53. 53.

    Adhémar Jean Claude Barré de Saint-Venant (1797–1886) französischer Ingenieur, Mathematiker und Physiker.

  54. 54.

    Pierre-Laurant Wantzel (1814–1848) französischer Ingenieur und Mathematiker.

  55. 55.

    Osborne Reynolds (1842–1912) englischer Physiker und Ingenieur.

  56. 56.

    Hardy Cross (1885–1959) US-amerikanischer Ingenieur.

Literatur

  • Altmann, L. et al.: Geruch und Reizwirkung von Ammoniak gemessen an Probanden. Poster Nr. 170 der BGFA-Bochum. (2015) http://www.ipa.ruhr-uni-bochum.de/image/poster/170.pdf

  • Baunach, T., Schänzlin, K., Diehl, L.: Sauberes Abgas durch Keramiksensoren. Physik Journal 38(5), 33–38 (2006)

    Google Scholar 

  • Bohl, W., Elmendorf, W.: Technische Strömungslehre. 13. Aufl. Vogel Buchverlag, Würzburg (2005)

    Google Scholar 

  • Böswirth, L.: Technische Strömungslehre. Vieweg Verlag, Wiesbaden (2004)

    Book  Google Scholar 

  • Burger, M.: Polyetherketone mit Phenylindangruppen als Membranen zur Gastrennung. Dissertation, TU-München (2001)

    Google Scholar 

  • Cerbe, G.: Grundlagen der Gastechnik. 7. Aufl. Hanser-Verlag, München (2008)

    Google Scholar 

  • Christoph, K., Cartellieri, W., Pfeiffer, U.: Die Bewertung der Klopffestigkeit von Kraftgasen mittels Methanzahl und deren Anwendung bei Gasmotoren. MTZ Motortechnische Zeitschrift 33(10), 391–403 (1972)

    Google Scholar 

  • Dörfler, H.-D.: Grenzflächen und kolloid-disperse Systeme. Springer (2002)

    Book  Google Scholar 

  • Eck, B.: Technische Strömungslehre. Springer, Berlin (1941)

    Book  Google Scholar 

  • Fromm, E., Gebhardt, E.: Gase und Kohlenstoff in Metallen. Springer (1976)

    Book  Google Scholar 

  • Giancoli, D.C.: Physik Lehr- und Übungsbuch. 3. Aufl. Pearson Studium, München (2010)

    Google Scholar 

  • Grollius, H.-W.: Grundlagen der Pneumatik. Hanser Verlag, Leipzig (2012)

    Book  Google Scholar 

  • Hahn, U.: Physik für Ingenieure. Oldenbourg, München (2007)

    Book  Google Scholar 

  • Hammer, F.: Sensorische Verbrennungsoptimierung in Gasfeuerungsanlagen. gwf-Gas|Erdgas 2014(4), 376–380 (2014)

    Google Scholar 

  • Hengstenberg, J., Sturm, D., Winkler, O.: Messen, Steuern und Regeln in der Chemischen Technik. Bd. II Betriebsmesstechnik (Physikalische Analytik). Springer, Heidelberg (1980)

    Book  Google Scholar 

  • Herdin, G.: Grundlagen Gasmotoren. PGES-Skriptum (2012)

    Google Scholar 

  • Hoppe, M., Wolf, D.: Methanzahl-Controller zur Steuerung von Gasmotoren bei wechselnden Gasbeschaffenheiten. Gaswärme-International 48, 419–422 (1999)

    Google Scholar 

  • Hoppe, M., Wolf, D.: Der Methanzahl-Controller im Praxiseinsatz. Gwf Gas/Erdgas 141, 778–781 (2000)

    Google Scholar 

  • Jessel, W.: Gase-Dämpfe-Gasmesstechnik, Ein Kompendium für die Praxis. Dräger AG, Lübeck (2001)

    Google Scholar 

  • Klein, V., Werner, C.: Fernmessung von Luftverunreinigungen. Springer, Heidelberg (1993)

    Book  Google Scholar 

  • Kubaschewski, O.: Die Löslichkeit von Gasen in Metallen. Zeitschrift für Elektrochemie 44(2), 152–167 (1938)

    Google Scholar 

  • Kuchling, H.: Taschenbuch der Physik. 20. Aufl. Hanser, München (2011)

    Google Scholar 

  • Kunz, O., Klimeck, R., Wagner, W., Jaeschke, M.: The GERG-2004 Wide-Range Equation of State for Natural Gases and Other Mixtures. VDI GmbH, Düsseldorf (2007)

    Google Scholar 

  • Lauer, W., Bendix, J.: Klimatologie. Westermann, Braunschweig (2006)

    Google Scholar 

  • Marek, R., Nitsche, K.: Praxis der Wärmeübertragung. Hanser, Leipzig (2012).

    Book  Google Scholar 

  • Meschede, D.: Gerthsen Physik. 24. Aufl. Springer, Heidelberg (2010)

    Book  Google Scholar 

  • Mischner, J., Fasold, H.-G., Kadner, K.: gas2energy.net Systemplanerische Grundlagen in Gasversorgung. Oldenbourg Industrieverlag, München (2011)

    Google Scholar 

  • Olenik, H., Rentsch, H., Wettstein, W.: Handbuch für Explosionsschutz. Giradet, Essen (1983)

    Google Scholar 

  • Richter, D.: Mechanik der Gase. Springer, Heidelberg (2010)

    Book  Google Scholar 

  • Roedel, W., Wagner, T.: Physik unserer Umwelt. Die Atmosphäre. 4. Aufl. Springer, Heidelberg (2011)

    Book  Google Scholar 

  • Schley, P.: Thermodynamische Stoffgrößen von Erdgasen zur Beschreibung einer kritischen Düsenströmung. Fortschritt-Berichte VDI Reihe 7, Nr. 418. VDI-Verlag, Düsseldorf (2001)

    Google Scholar 

  • Schley, P., Kastner, J., Wiegleb, G.: New Measurement Instrument to Determine Natural Gas Quality. Proceedings of the GTI-Conference „Natural Gas Technologies“, Orlando, FL, USA, September 2002

    Google Scholar 

  • Schley, P.: Vorlesungsskript Gasmesstechnik. Ruhr Universität Bochum (2011)

    Google Scholar 

  • Scott, K.: Handbook of Industrial Membranes. Elsevier, Oxford (1995)

    Google Scholar 

  • Veranneman, G.: Technische Gase. Herstellung – Verteilung – Anwendung. Verlag Moderne Industrie, Landsberg (2000)

    Google Scholar 

  • Wendt, G.: Einsetzbarkeit kritisch durchströmter Düsen mit REYNOLDS-Zahlen kleiner 10\({}^{5}\) für die Durchflussmessung von Gasen (Dissertation). PTB-Bericht PTB-MA-69 Wirtschaftsverlag NW, Bremerhaven (2000)

    Google Scholar 

  • Wiegleb, G.: Umweltmesstechnik. Skriptunterlagen Fachhochschule Dortmund (2010)

    Google Scholar 

Weiterführende Literatur

  • Cerbe, G., Hoffmann H.-J.: Einführung in die Wärmelehre. 2. Aufl. Hanser-Verlag, München (1970)

    Google Scholar 

  • DIN EN ISO 12213-1 Erdgas – Berechnung von Realgasfaktoren (2010)

    Google Scholar 

  • EN ISO 6976 Erdgas – Berechnung von Brenn-Heizwert, Dichte, relative Zusammensetzung und Wobbeindex aus der Zusammensetzung. Europäisches Komitee für Normung (1999)

    Google Scholar 

  • DIN EN ISO 14912 Gasanalyse – Umrechnung von Zusammensetzungsangaben für Gasgemische (2003/2006)

    Google Scholar 

  • DIN EN ISO 5167-1 Durchflussmessung von Fluiden mit Drosselgeräten. Teil 1: Blenden, Düsen und Venturirohre in voll durchströmten Leitungen mit Kreisquerschnitt

    Google Scholar 

  • Henzler, M., Göpel, W.: Oberflächenphysik des Festkörpers. Teubner (1991)

    Book  Google Scholar 

  • Kast, W.: Adsorption aus der Gasphase. VCH, Weinheim (2008)

    Google Scholar 

  • Kienle, H., Bäder, E.: Aktivkohle und ihre industrielle Anwendung. Ferdinand Enke, Stuttgart (1980)

    Google Scholar 

  • Müller-Syring, G.: Permeation von Gasen durch Kunststoffrohrleitungen. Energie, Wasser-Praxis DVGW Jahresrevue 12/2006, 70–73 (2006)

    Google Scholar 

  • Smithells, J.C.: Gases and Metals. Chapman & Hall Ltd., London (1937)

    Google Scholar 

  • Wedler, G.: Adsorption – Eine Einführung in die Physisorption und Chemisorption. Verlag Chemie (1970)

    Google Scholar 

Download references

Author information

Authors and Affiliations

Authors

Corresponding author

Correspondence to Gerhard Wiegleb .

Rights and permissions

Reprints and permissions

Copyright information

© 2016 Springer Fachmedien Wiesbaden

About this chapter

Cite this chapter

Wiegleb, G. (2016). Physikalische Eigenschaften von Gasen. In: Gasmesstechnik in Theorie und Praxis. Springer Vieweg, Wiesbaden. https://doi.org/10.1007/978-3-658-10687-4_2

Download citation

Publish with us

Policies and ethics