{"id":8520,"date":"2018-06-18T15:24:18","date_gmt":"2018-06-18T13:24:18","guid":{"rendered":"https:\/\/www.studyhelp.de\/online-lernen\/?page_id=8520"},"modified":"2018-06-26T10:12:18","modified_gmt":"2018-06-26T08:12:18","slug":"druck-und-temperatur","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/www.studyhelp.de\/online-lernen\/thermodynamik\/druck-und-temperatur\/","title":{"rendered":"Definition von Druck und Temperatur"},"content":{"rendered":"<p>F\u00fcr den Druck gibt es eine Vielzahl unterschiedlicher Definitionen, von denen wir hier eine Auswahl vorstellen. Wir werden Druck ausschlie\u00dflich in Pascal $\\text{Pa}$ und der etwas handlicheren Einheit bar rechnen. Sowohl $\\text{Pa}$ als auch bar basieren auf dem internationalen SI-Einheiten System (<em>Systeme internationale d&#8217;unites<\/em>). Druck ist physikalisch betrachtet eine bestimme Kraft, die pro Fl\u00e4che wirkt:<\/p>\n<ul>\n<li><strong>Druck<\/strong> $=\\frac{\\text{Kraft}}{\\text{Fl\u00e4che}}$<\/li>\n<li>$1 \\text{Pa} = 1 \\cdot \\frac{\\text{N}}{\\text{m}^2} = 1 \\cdot \\frac{\\text{kg} \\cdot \\text{ms}^{-2}}{\\text{m}^2} = 1 \\cdot \\frac{\\text{kg}}{\\text{ms}^2} $<\/li>\n<\/ul>\n<div class=\"study-thermo-fullwidth\" id=\"study-3726299514\"><div class=\"ad fullwidth lernheft amz\">\r\n    <div class=\"inner\">\r\n        <div class=\"txt\">\r\n             <span class=\"firstline\">Thermodynamik einfach erkl\u00e4rt!<\/span>\r\n             <span class=\"secondline\">Unser Buch zum Online-Lernen Portal <\/span>\r\n        <\/div>\r\n        <div class=\"btn-container\">\r\n            <a class=\"btn orange\" target=\"_blank\" href=\"%link%\"><img src=\"https:\/\/www.studyhelp.de\/online-lernen\/wp-content\/uploads\/2018\/06\/amz.png\" alt=\"Jetzt kaufen\" title=\"Jetzt kaufen\" \/><span>Jetzt kaufen<\/span><\/a>\r\n        <\/div>\r\n        <div class=\"media\">\r\n            <div class=\"img\">\r\n                <img src=\"https:\/\/www.studyhelp.de\/online-lernen\/wp-content\/uploads\/2018\/06\/thermodynamik-einfach-erklaert.png\" alt=\"Thermodynamik einfach erkl\u00e4rt\" title=\"Jetzt Thermodynamik lernen\" \/>\r\n            <\/div>\r\n        <\/div>\r\n    <\/div>\r\n    <div class=\"figure circle\"><\/div>\r\n    <div class=\"figure circle2\"><\/div>\r\n    <div class=\"figure square\"><\/div>\r\n    <div class=\"figure triangle\"><\/div>\r\n    <div class=\"label red\"><p>19,99\u20ac<\/p><\/div>\r\n<\/div><\/div>\n<p>$\\text{N}$ ist hier die Kraft in Newton, wobei gilt<\/p>\n<div class=\"box info\">\n<div style=\"text-align: center;\">\n<strong>Kraft<\/strong> = <strong>Masse<\/strong> $\\cdot$ <strong>Beschleunigung<\/strong> = $\\text{kg} \\cdot \\frac{\\text{m}}{\\text{s}^2} = {\\text{N}}$\n<\/div>\n<\/div>\n<p>Solche Umrechnungen von Einheiten werden uns sp\u00e4ter noch helfen, deswegen sollten sie unbedingt nachvollzogen werden.<\/p>\n<p>Ein Newton pro Quadratmeter ist sehr wenig Druck. Die technischen Anwendungen bewegen sich im Bereich von Millionen Pascal. Deshalb nutzen wir zus\u00e4tzlich die Druckeinheit bar:<\/p>\n<div class=\"box info\">\n<div style=\"text-align: center;\">$1 \\text{bar}=10^5 \\ \\text{Pa}$<\/div>\n<\/div>\n<p>1 $\\text{bar}$ entspricht etwa dem Atmosph\u00e4rendruck in normalen H\u00f6hen (in den Anden ist die Luft &#8222;d\u00fcnner&#8220;, dort herrscht niedrigerer Luftdruck). Wer nicht zwischen $\\text{bar}$ und $\\text{Pa}$ umrechnen m\u00f6chte, der kann auch mit Megapascal [MPa] rechnen:<\/p>\n<div class=\"box info\">\n<div style=\"text-align: center;\">$1 \\text{MPa}=10^6 \\ \\text{Pa}$<\/div>\n<\/div>\n<p>Demnach entsprechen $10\\ \\text{bar}$ also $1\\ \\text{MPa}$.<\/p>\n<p>Neben diesen gel\u00e4ufigen Druckdefinitionen gibt es eine Vielzahl verschiedener Einheitensysteme, die wir hier als Auswahl darstellen. Das $\\text{at}$ und $\\text{Torr}$ beruhen auf dem Druck, der in stehenden Fl\u00fcssigkeiten aufgrund der Schwerkraft entsteht (dieser Effekt ist beim Tauchen in gro\u00dfen Tiefen bemerkbar).<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" class=\"alignnone wp-image-8524\" src=\"https:\/\/www.studyhelp.de\/online-lernen\/wp-content\/uploads\/2018\/06\/EinheitenDruckTemperatur-300x77.png\" alt=\"EinheitenDruckTemperatur\" width=\"550\" height=\"141\" srcset=\"https:\/\/www.studyhelp.de\/online-lernen\/wp-content\/uploads\/2018\/06\/EinheitenDruckTemperatur-300x77.png 300w, https:\/\/www.studyhelp.de\/online-lernen\/wp-content\/uploads\/2018\/06\/EinheitenDruckTemperatur-768x197.png 768w, https:\/\/www.studyhelp.de\/online-lernen\/wp-content\/uploads\/2018\/06\/EinheitenDruckTemperatur-1024x262.png 1024w, https:\/\/www.studyhelp.de\/online-lernen\/wp-content\/uploads\/2018\/06\/EinheitenDruckTemperatur.png 1503w\" sizes=\"(max-width: 550px) 100vw, 550px\" \/><\/p>\n<div class=\"study-thermo-fullwidth\" id=\"study-970276009\"><div class=\"ad fullwidth lernheft amz\">\r\n    <div class=\"inner\">\r\n        <div class=\"txt\">\r\n             <span class=\"firstline\">Thermodynamik einfach erkl\u00e4rt!<\/span>\r\n             <span class=\"secondline\">Unser Buch zum Online-Lernen Portal <\/span>\r\n        <\/div>\r\n        <div class=\"btn-container\">\r\n            <a class=\"btn orange\" target=\"_blank\" href=\"%link%\"><img src=\"https:\/\/www.studyhelp.de\/online-lernen\/wp-content\/uploads\/2018\/06\/amz.png\" alt=\"Jetzt kaufen\" title=\"Jetzt kaufen\" \/><span>Jetzt kaufen<\/span><\/a>\r\n        <\/div>\r\n        <div class=\"media\">\r\n            <div class=\"img\">\r\n                <img src=\"https:\/\/www.studyhelp.de\/online-lernen\/wp-content\/uploads\/2018\/06\/thermodynamik-einfach-erklaert.png\" alt=\"Thermodynamik einfach erkl\u00e4rt\" title=\"Jetzt Thermodynamik lernen\" \/>\r\n            <\/div>\r\n        <\/div>\r\n    <\/div>\r\n    <div class=\"figure circle\"><\/div>\r\n    <div class=\"figure circle2\"><\/div>\r\n    <div class=\"figure square\"><\/div>\r\n    <div class=\"figure triangle\"><\/div>\r\n    <div class=\"label red\"><p>19,99\u20ac<\/p><\/div>\r\n<\/div><\/div>\n<h3>Einheiten der Temperatur<\/h3>\n<p>Was Druck im physikalischen Sinne bedeutet und wie er skaliert werden kann, haben wir besprochen. Die Temperatur ist eine so wichtige Gr\u00f6\u00dfe, dass wir ihr sp\u00e4ter ein ganzes Kapitel widmen. In diesem Abschnitt schauen wir uns aber schon mal an, in welchen Einheiten die Temperatur gemessen wird.<\/p>\n<p>In Europa messen wir die Temperatur in Celsius [ $\u00b0\\text{C}$ ].<\/p>\n<p>Die gel\u00e4ufigen Temperaturskalen wie das Celsius definieren zwei leicht reproduzierbare Punkte und unterteilen die Temperatur zwischen diesen Punkten regelm\u00e4\u00dfig. $\u00b0\\text{C}$ legt $0\u00b0\\text{C}$ als frierendes Wasser und $100\u00b0\\text{C}$ als kochendes Wasser fest. Sp\u00e4ter werden wir sehen, dass diese Fixpunkte nur bei Umgebungsdruck funktionieren und sich bei h\u00f6heren Dr\u00fccken verschieben.<\/p>\n<p>Neben dem $\u00b0\\text{C}$ werden wir die Temperatur Kelvin [ $\\text{K}$ ] angeben. Kelvin wird auch als thermodynamische Temperatur bezeichnet. $0\\ \\text{K}$ entsprechen dem absoluten Nullpunkt der Temperatur, k\u00e4lter wird es im Universum nicht. Die Kelvin Temperaturskala ist parallel zur Celsius Skala, was das Umrechnen erleichtert, da wir nur die Gerade der Temperaturskala um den Ordinatenabschnitt verschieben m\u00fcssen.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" class=\" wp-image-8521 aligncenter\" src=\"https:\/\/www.studyhelp.de\/online-lernen\/wp-content\/uploads\/2018\/06\/UmrechnungCelsiusKelvin-300x184.png\" alt=\"\" width=\"540\" height=\"331\" srcset=\"https:\/\/www.studyhelp.de\/online-lernen\/wp-content\/uploads\/2018\/06\/UmrechnungCelsiusKelvin-300x184.png 300w, https:\/\/www.studyhelp.de\/online-lernen\/wp-content\/uploads\/2018\/06\/UmrechnungCelsiusKelvin-768x471.png 768w, https:\/\/www.studyhelp.de\/online-lernen\/wp-content\/uploads\/2018\/06\/UmrechnungCelsiusKelvin-1024x628.png 1024w, https:\/\/www.studyhelp.de\/online-lernen\/wp-content\/uploads\/2018\/06\/UmrechnungCelsiusKelvin.png 1058w\" sizes=\"(max-width: 540px) 100vw, 540px\" \/><\/p>\n<p>Es gilt also<\/p>\n<div class=\"box info\">\n<div style=\"text-align: center;\">$T [\\text{K}]=T [\u00b0\\text{C}] + 273{,}75$<\/div>\n<\/div>\n<p>Die Messung der Temperatur in Kelvin kommt ohne negative Zahlen aus. Sowohl $\\text{K}$ als auch $\u00b0\\text{C}$ sind in Europa gel\u00e4ufig und werden verwendet.<\/p>\n<p>Wie beim Druck scheren die Amerikaner bei den Temperaturen aus dem SI-System aus und messen in Grad Fahrenheit [\u00a0$\u00b0\\text{F}$ ].<\/p>\n<p>Die Fixpunkte dieser Skala sind frierendes Wasser bei $32 \\ \u00b0\\text{F}$ und siedendes Wasser bei $212 \\ \u00b0\\text{F}$. Die Fahrenheit Skala ist also um 32 $\u00b0\\text{F}$ gegen\u00fcber unserer Skala verschoben und kennt 180 Skalenschritte zwischen frierendem und siedendem Wasser. Die Umrechnung gelingt also mit<\/p>\n<div class=\"box info\">\n<div style=\"text-align: center;\">$T [\u00b0\\text{C}] = \\left( T [\u00b0\\text{F}] &#8211; 32 \\right) \\cdot \\frac{5}{9}$<\/div>\n<\/div>\n<p>Es gibt zahlreiche anderen Skalen zur Messung der Temperatur, durchgesetzt haben sich Celsius, Kelvin und Fahrenheit, weshalb wir es an dieser Stelle dabei belassen.<\/p>\n<p>Nachdem wir nun die wichtigen Zustandsgr\u00f6\u00dfen Temperatur und Druck messen k\u00f6nnen, schauen wir uns im n\u00e4chsten Abschnitt an, wie sich Zustandsgr\u00f6\u00dfen \u00e4ndern lassen.<\/p>\n<div class=\"study-thermo-fullwidth\" id=\"study-3368739144\"><div class=\"ad fullwidth lernheft amz\">\r\n    <div class=\"inner\">\r\n        <div class=\"txt\">\r\n             <span class=\"firstline\">Thermodynamik einfach erkl\u00e4rt!<\/span>\r\n             <span class=\"secondline\">Unser Buch zum Online-Lernen Portal <\/span>\r\n        <\/div>\r\n        <div class=\"btn-container\">\r\n            <a class=\"btn orange\" target=\"_blank\" href=\"%link%\"><img src=\"https:\/\/www.studyhelp.de\/online-lernen\/wp-content\/uploads\/2018\/06\/amz.png\" alt=\"Jetzt kaufen\" title=\"Jetzt kaufen\" \/><span>Jetzt kaufen<\/span><\/a>\r\n        <\/div>\r\n        <div class=\"media\">\r\n            <div class=\"img\">\r\n                <img src=\"https:\/\/www.studyhelp.de\/online-lernen\/wp-content\/uploads\/2018\/06\/thermodynamik-einfach-erklaert.png\" alt=\"Thermodynamik einfach erkl\u00e4rt\" title=\"Jetzt Thermodynamik lernen\" \/>\r\n            <\/div>\r\n        <\/div>\r\n    <\/div>\r\n    <div class=\"figure circle\"><\/div>\r\n    <div class=\"figure circle2\"><\/div>\r\n    <div class=\"figure square\"><\/div>\r\n    <div class=\"figure triangle\"><\/div>\r\n    <div class=\"label red\"><p>19,99\u20ac<\/p><\/div>\r\n<\/div><\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>F\u00fcr den Druck gibt es eine Vielzahl unterschiedlicher Definitionen, von denen wir hier eine Auswahl vorstellen. 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