Theorie ideales Gas

Thermische Zustandsgleichung

Stark verdünnte Stoffe zeigen ein allgemeines Verhalten bezüglich Druck, Temperatur, Volumen und Stoffmenge. Mathematisch wird dieser Zusammenhang durch die thermische Zustandsgleichung des idealen Gases (auch universelle Gasgleichung genannt) ausgedrückt.

Ein reales Gas gehorcht der thermischen Zustandsgleichung umso besser, je stärker verdünnt und je heisser es ist. Die Zustandsgleichung lässt sich auf das Verhalten eines aus Teilchen (Atome oder Moleküle) bestehenden Gases zurückführen. Mit diesem Modell werden wir uns im Teilmodul statistische Mechanik beschäftigen.

Interessanterweise erfüllt ein gelöster Stoff ebenfalls die thermische Zustandsgleichung, solange die Lösung nicht zu stark konzentriert ist. Statt des eigentlichen Drucks ist der vom gelösten Stoff aufgebaute Partialdruck in die Zustandsgleichung einzusetzen. Die Zustandsgleichung des idealen Gases beschreibt demnach auch das Phänomen der Osmose.

Pantoffeltierchen

Pantoffeltierchen, die im Süsswasser leben, besitzen eine pulsierende Vakuole (contractile vacuole), mit der sie überschüssiges Wasser nach aussen pumpen. Der Überschuss ist die Folge des osmotischen Überdrucks im Zellinnern. Ohne die kontraktilen Vakuolen würden Pantoffeltierchen platzen.

Erhöht man den Salzgehalt des umgebenden Wassers, nimmt der Wassereinstrom ab und die Aktivität der kontraktilen Vakuolen sinkt. Marine Arten weisen oft keine kontraktile Vakuolen, weil der Salzgehalt ihres inneren Milieus nur wenig über dem des umgebenden Mediums liegt.