Читать книгу Physikalische Chemie - Peter W. Atkins - Страница 58

Berechnen Sie den Druck (in Pascal und Atmosphären), den eine Masse von 1.0 kg ausübt, die über die Fläche einer Stecknadelspitze (1.0 × 10^–2 mm^–2) auf die Erdoberfläche drückt. Hinweis: Eine Masse m übt infolge der Erdbeschleunigung g die Kraft mg auf die Erdoberfläche aus. Den Standardwert von g finden Sie auf der vorderen inneren Umschlagseite. [0.98 GPa, 9.7 × 10³ atm]

Wenn sich zwei Gase in voneinander getrennten Behältern mit einer gemeinsamen beweglichen Wand (einem „Kolben“) befinden (Abb. 1-1), wird das Gas mit dem höheren Druck das mit dem kleineren Druck komprimieren (d. h. dessen Volumen verkleinern). Der Druck in dem expandierenden Gas sinkt dabei, während der des anderen Gases durch die Komprimierung ansteigt. Irgendwann sind beide Drücke gleich und die Position der Wand ändert sich nicht mehr. Die beiden Gase befinden sich durch diese Gleichheit der Drücke im mechanischen Gleichgewicht. Der Druck eines Gases zeigt demzufolge an, ob sich eine Kammer mit diesem Gas im mechanischen Gleichgewicht mit einer durch eine bewegliche Wand abgeteilten Nachbarkammer befindet.

Abb. 1-1 (a), (c) Wenn ein Teilsystem mit hohem Druck von einem zweiten mit niedrigem Druck durch eine bewegliche Wand abgetrennt ist, wird die Wand in Richtung des kleineren Drucks geschoben. (b) Wenn die Drücke in beiden Teilsystemen gleich sind, bewegt sich die Wand nicht; die Systeme befinden sich im mechanischen Gleichgewicht.