Gasphysik

Typische Fragen

Sieht man sich in den Gasfahrer-Foren um, so trifft man immer wieder auf Fragen wie:

• warum geht in meinen Tank mehr H-Gas als L-Gas rein?
• warum steht die Tankanzeige am nächsten Morgen nach Betankung nur noch auf ¾ voll?
• oder
• warum wird Erdgas nicht zur Verdopplung der Reichweite mit 400 bar getankt?

Flüssige Kraftstoffe

Wir alle sind gewohnt unseren Sprit an der Tankstelle in flüssiger Form zu erhalten. Neben Benzin und Diesel wird auch das LPG (Autogas, Flüssiggas) in Litern verkauft. An diese Einheit sind wir gewohnt: jeder weiß was er sich unter einem Liter Benzin vorzustellen hat. Nicht zuletzt deshalb weil uns die Einheit Liter in vielen Bereichen des Lebens allgegenwärtig ist (Küche, Supermarkt etc.).

Gasförmige Kraftstoffe

Im Gegensatz dazu wird Erdgas in kg (Tankstelle) oder m³ (Haushalt) verkauft. Unter einem Kubikmeter können wir uns noch etwas vorstellen: Einen Quader mit 1 m Kantenlänge und 1000 Litern Inhalt.
Zeigt unsere Erdgasrechnung zu hause einen Verbrauch von 100 m³ auf, entspricht das etwa dem Rauminhalt eines größeren Wohnzimmers.

Aber was bitteschön ist ein kg Erdgas? Wieviel Liter (l) oder Kubikmeter (m³) entspricht das?
Tanken wir im Ausland dann 15 m³ Erdgas wundern wir uns, wie die 15000 l wohl in unseren kleinen Tank gepasst haben. Aufklärung tut also Not.

Gasförmiger Aggregatszustand

Im allgemeinen Sprachgebrauch bezeichnen wir mit "Gas" einen Stoff, den wir bei normaler Umgebungstemperatur und Druck als gasförmig kennen.
Wasser würden wir nach dieser Definition nicht als Gas bezeichnen sondern als Flüssigkeit.

Im physikalischen Sinne ist "Gas" aber nur ein Aggregatszustand. Das Wasser ist hier ein gutes Beispiel:

• Im Eisfach ist es gefroren (fester Aggregatszustand = Festkörper)
• Im Zimmer flüssig (flüssiger Aggregatszustand = Flüssigkeit)
• Und beim Kochen verdampft es (gasförmiger Aggregatszustand = Gas)

• der Temperatur
• dem Druck

Änderung des Aggregatszustands

Was läuft bei der Änderung des Aggregatszustands ab?

Ziehen wir hierzu wieder das Beispiel des Wassers heran. Um seinen Aggregatszustand zu ändern reicht die Zufuhr oder der Entzug von Wärme.
Wenn wir es erwärmen, steigt seine Temperatur in dem Maße wie wir Wärme zuführen. Diese Aussage stimmt jedoch nur bis zu dem Punkt, wo es anfängt zu kochen: der Physiker spricht hier vom Siedepunkt. Erhöhen wir die Wärmezufuhr, bleibt seine Temperatur trotzdem konstant bei 100°C. Die zusätzliche Energie dient nur noch zur Umwandlung des Aggregatszustands: vom flüssigen in den gasförmigen. Jedoch nicht mehr zu Erhöhung der Temperatur.
Seine Temperatur können wir erst wieder erhöhen, wenn alles Wasser zu Gas (Wasserdampf) geworden ist. Dampfturbinen werden bzw. mit mehrere hundert Grad heißem Dampf angetrieben.

Umgekehrt verhält es sich beim Abkühlen. Die Wassertemperatur verringert sich proportional in dem Maße wie wir ihm Wärme entziehen. Aber nur bis zu dem Punkt, wo es anfängt zu gefrieren. Ein weiterer Wärmeentzug dient nur noch zur Umwandlung in den festen Aggregatszustand (Eis). Ist alle Schmelzwärme abgeführt (Wasser zu Eis geworden), können wir die Temperaturabsenkung durch Wärmeentzug fortsetzen.

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