Wenn wir einen Ball aufblasen, erhöht sich sein Volumen. Dies ist auf den Eintritt von mehr Gasmolekülen zurückzuführen, die Druck auf die Wände des Balls ausüben. Dieses Phänomen kann durch das Boyle'sche Gesetz erklärt werden. Das vorliegende Video veranschaulicht die Auswirkungen von Temperatur und Druck auf die Eigenschaften von Gas. Das Video ist auf Englisch, daher habe ich am Ende der Seite eine Übersetzung und Erklärungen hinzugefügt.
Das Gesetz von Boyle-Mariotte ist ein Gesetz der idealen Gase. Das Gesetz besagt, dass das Produkt des Drucks im Gasvolumen immer konstant ist. Dies bedeutet, dass bei Volumenzunahme der Druck abnimmt und bei Volumenabnahme der Druck zunimmt. Dieses Gesetz gilt nur bei konstanter Temperatur. Denn ein Temperaturanstieg bewirkt einen Druckanstieg und eine Volumenzunahme.
Die Volumenänderungen begründet sich in der Bewegung der Gasteilchen. Im Aggregatzustand Gas bewegen sich die Partikel schnell in alle Richtungen und treffen auf die Wände des Gefäßes (oder in unserem Fall des Balls), in dem sie sich befinden. Der Stoß an die Wände übt Druck aus und drückt sie nach außen. Je mehr Stöße es gibt, desto größer wird auch der Druck und die Dehnung. Wenn die Wände des Balls nach außen gedrückt werden, nimmt das Volumen des Balls zu. Bläst man den Ball auf, werden immer mehr Partikel hineingedrückt und die Wände des Balls werden stärker angestoßen, der Druck steigt und der Ball dehnt sich.
Ein weiterer Aspekt ist die Temperaturerhöhung. Wenn die Temperatur erhöht wird, erhalten die Gasmoleküle mehr Energie und bewegen sich schneller. Diese Bewegung verursacht mehr Stöße an den Ballwänden und erhöht somit den Druck und das Volumen.
Von: Dr. Erez Gerty
Institut für Biologische Chemie
Weizmann-Institut für Wissenschaften