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Die Anzahl der Gasmoleküle, die in einer Sekunde hinausfliegen, ist ihrer
Geschwindigkeit proportional, d. h. bei gegebener Temperatur und bei
gleicher Molekülzahl in V (gleichem Druck) umgekehrt proportional der
Quadratwurzel aus dem Molekulargewicht oder der Dichte, d, des Gases.
Folglich ist die Ausflußzeit, während der Druck von H auf h sinkt, dieser
Wurzel proportional — vgl. folgende Tabelle von Graham (1846).
Fig. 17.
Gas
)[ d
Ausflußzeit
Gas
yd
Ausflußzeit
H 2
0,263
0,276
Luft
1
1
CH 4
0,745
0,753
0 2
1,051
1,053
C 2 H 4
0,985
0,987
co 2
1,237
1,203
n 2
0,986
0,986
Auch für die Ausströmungsgeschwindigkeit eines Gases in einen gas
erfüllten Raum gilt dasselbe Gesetz, wie Bunsen festgestellt hat.
Aus dem Ausdruck für u ist ersichtlich, daß die Moleküle bei höherer
Temperatur größere Geschwindigkeit haben. Angenommen, wir hätten in
einem Gefäß von unveränderlichem Volumen ein Mol eines einatomigen
Gases eingeschlossen, d. h. eines Gases, dessen Moleküle aus einzelnen
Atomen bestehen, wie z. B. Quecksilber. Wenn dem Gas dann eine Wärme
menge zugeführt wird, so verwandelt sie sich vollständig in die kinetische
Energie der Gasmoleküle. Wenn die Moleküle des Gases aus zwei oder
mehr Atomen bestehen, so kann ein Teil der zugeführten Energie dazu ver
wendet werden, den Abstand der Atome voneinander entgegen ihrer An
ziehung zu vergrößern, oder ihre Umdrehungsgeschwindigkeit um ihr Gravi
tationszentrum zu vermehren. Wir wollen vorderhand unsere Aufmerksam
keit auf einatomige Moleküle beschränken. Die Energie, die zugeführt
werden muß, um 1 g einer Substanz bei konstantem Volumen um 1° zu er
wärmen, heißt spezifische Wärme bei konstantem Volumen und wird ge
wöhnlich durch das Symbol c v dargestellt. Die Erwärmung eines Mols
eines einatomigen Gases von 0° C auf die Temperatur t verbraucht die
Energie Mc v t und vermehrt die Geschwindigkeit der Moleküle von u 0
(bei 0°) auf ut, mit einer entsprechenden Vermehrung der kinetischen
Energie um M (u 2 t —u 2 0 ). Wir haben also:
Mc v t = -^ M (u 2 t — u 2 0 ).
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Wenn wir andrerseits dasselbe Gas bei konstantem Druck erwärmen,
so erhalten nicht nur, genau wie im vorhergehenden Falle, die Moleküle