p-v-Diagramm
Das p-v-Diagramm ist eine spezielle Form eines Phasendiagramms, bei der der Druck p eines Systems gegen das spezifische Volumen v aufgetragen wird. Verwendet man anstatt des spezifischen Volumens v das Volumen V, so spricht man auch von einem p-V-Diagramm; in diesem Fall ist der Bezug auf eine gleich bleibenden Stoffmenge bzw. Masse nicht mehr gegeben und muss gegebenenfalls als zusätzliche Forderung erhoben werden.
Das p-v-Diagramm wird häufig dazu verwendet, um Prozessabläufe – mit oder ohne Phasenumwandlung – zu veranschaulichen, wie beispielsweise im nebenstehenden Diagramm den Diesel-Prozess.
Gemäß der Gibbsschen Phasenregel hat ein reines Fluid beziehungsweise ein Fluidgemisch mit konstanter Zusammensetzung genau zwei Freiheitsgrade. Daraus folgt, dass in der Funktion $ p=p(v,T) $ der Druck p eindeutig durch das spezifische Volumen v und die Temperatur T beschrieben wird.
Trägt man diesen Zusammenhang in ein dreidimensionales Diagramm ein, so entsteht ein p-V-T-Diagramm. Durch Projektion dieser Oberfläche in die p-V-Ebene erhält man ein p-V-Diagramm. Hierbei ist der Druck p die Ordinate, das spezifische Volumen v die Abszisse und die Temperatur T wird je nach Anwendung für den Graphen konstant gewählt (Isotherme) oder vernachlässigt.
In dieses Diagramm werden häufig auch die Grenzen der Aggregatzustände „fest“, „flüssig“ und „gasförmig“ beziehungsweise die einzelnen Phasen des Fluids eingetragen.
Literatur
- Hans Joachim Eichler, Heinz-Detlef Kronfeldt, Jürgen Sahm: Das Neue Physikalische Grundpraktikum. Springer Verlag, Berlin/Heidelberg 2001, ISBN 3-662-21754-6.
- Jürgen Zeitler, Günter Simon: Physik für Techniker. 7., aktualisierte Auflage. Fachbuchverlag Leipzig im Carl Hanser Verlag, München 2013, ISBN 978-3-446-43377-9.
Siehe auch
Weblinks
- Zustandsänderungen Vorlesungsskript (abgerufen am 21. Januar 2016)
- Zustandsgebiet im p - v T -Diagramm (abgerufen am 21. Januar 2016)