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DIE FLÜSSIGKEITEN UND DER ZWEITE HAUPTSATZ DER ENERGETIK 67
Durchgang durch das Ventil um so größer wird, je niedriger die Temperatur
geworden ist.
Die Temperatur der unter Luftdruck siedenden flüssigen Luft ist je nach
dem Gehalt an Sauerstoff etwas verschieden, um — 180 9 Durch Sieden-
lassen unter der Luftpumpe kann man sie weiter erniedrigen. Bei diesen
Temperaturen werden fast alle Gase flüssig oder fest, und fast alle Flüssig-
keiten gehen in feste, kristallinische oder amorphe Körper über.
Freiheiten. Vergleichen wir das Verhalten eines Gases oder einer Flüssig-
keit allein mit dem des Gebildes aus Dampf und Flüssigkeit, so finden wir
einen wesentlichen Unterschied. Wenn eine gegebene Gasmenge eine be-
stimmte Temperatur hatte, so war dadurch ihr Druck noch keineswegs
bestimmt; er konnte vielmehr jeden beliebigen Wert haben, wenn man
das Volum passend wählte. War aber noch eine dieser beiden Größen be-
stimmt, so war die dritte gegeben; ein vorgeschriebener Druck konnte bei
vorgeschriebener Temperatur nur bei einem ganz bestimmten Volum er-
reicht werden, oder umgekehrt. Der Zustand eines Gases ist daher durch
zwei Veränderliche vollständig bestimmt oder, wie man sich auch ausdrücken
kann: eine gegebene Gasmenge hat zwei Freiheitsgrade. Ein Gebilde
aus Flüssigkeit und Dampf hat dagegen nur einen Freiheitsgrad: ist die
Temperatur frei gewählt, so ist dadurch der Druck bestimmt, und um-
gekehrt.
Das Phasengesetz. Dies rührt daher, daß ein solches Gebilde aus zwei
verschiedenen Anteilen besteht, in denen zwar gleicher Druck und gleiche
Temperatur herrscht, deren Dichten und sonstigen Eigenschaften aber ver-
schieden sind. Solche verschiedene, durch physische Trennungsflächen
gegeneinander abgegrenzte Teile eines Gebildes nennt man seine Phasen.
Innerhalb jeder Phase sind alle Eigenschaften konstant, und ein jeder Teil
einer Phase ist von jedem anderen nur durch seine Menge verschieden;
von einer Phase zur anderen, wenn sie auch nebeneinander bestehen können,
haben die Eigenschaften andere Werte,
Da in der Vorschrift, daß neben der vorhandenen Phase eine zweite, ver-
schiedene bestehen soll, die Verfügung über eine Freiheit enthalten ist, so
folgt, daß ein Gebilde um so weniger Freiheiten hat, je mehr Phasen in ihm
auftreten, und zwar geht für jede neue Phase ein Freiheitsgrad verloren.
Ein einheitlicher Stoff hat zwei Freiheiten, z. B. Druck und Temperatur.
In einem solchen Gebilde, einem homogenen Gase oder in einer Flüssigkeit
allein ist nur eine Phase vorhanden: folglich ist die Summe aus der An-
zahl der Phasen (1) und der der Freiheiten (2) gleich drei. Tritt aber eine
zweite Phase auf, wie in dem Gebilde aus Flüssigkeit und Dampf, so geht
ein Freiheitsgrad verloren, und es bleibt nur einer erhalten; die Summe
der Phasen und Freiheiten aber bleibt drei.
Diese Betrachtungsweise erscheint zunächst nur wie eine etwas umständ-
lichere Umschreibung wohlbekannter Tatsachen. Das ist ganz richtig;
doch ergibt sie für die Untersuchung verwickelterer Gebilde so erhebliche
Vorteile, daß es zweckmäßig erscheint, sie schon auf diese einfachen Fälle