Thermisch und kalorisch perfektes Gas

Beim thermisch und kalorisch perfekten Gas (im Englischen oft schlicht „perfect gas“ genannt)^[1] gilt einerseits die thermische Zustandsgleichung idealer Gase und andererseits sind ${\displaystyle c_{V}}$ (die spezifische Wärmekapazität für gleichbleibendes Volumen) und ${\displaystyle c_{p}}$ (die spezifische Wärmekapazität für gleichbleibenden Druck) jeweils konstant. Das thermisch und kalorisch perfekte Gas ist also ein spezielles ideales Gas; das Konzept stellt eine (starke) Vereinfachung gegenüber den Verhältnissen bei einem realen Gas dar, es wird vor allem zu Berechnungen in der Strömungsmechanik von Gasen verwendet.^[2][3][4]

Zustandsgleichungen in intensiver Form

Für die spezifische (d. h. auf die Masse ${\displaystyle m}$ bezogene) innere Energie gilt:

${\displaystyle \ u=c_{V}\cdot T}$,

wobei ${\displaystyle T}$ die Kelvintemperatur ist.

Für die spezifische Enthalpie gilt dann:

${\displaystyle \ h=c_{p}\cdot T}$

Aus der Zustandsgleichung idealer Gase folgt:

${\displaystyle \ p=\rho \cdot R_{\mathrm {s} }\cdot T}$,

wobei ${\displaystyle R_{\mathrm {s} }}$ die spezifische Gaskonstante, ${\displaystyle p}$ der Druck und ${\displaystyle \rho }$ die Dichte ist.

Außerdem gilt:

${\displaystyle \ c_{p}=c_{V}+R_{\mathrm {s} }}$

Einzelnachweise

1. ↑ Thermal Engineering (R. K. Rajput, Laxmi Publications, 2010)
2. ↑ Strömungsmechanik: für Ingenieure und Naturwissenschaftler (H. Oertel, M. Böhle, T. Leviol, Springer-Verlag, 7. Auflage (2014))
3. ↑ Parameter zur Auslegung effizienter Gehäusestrukturierungen (Webseite der TU München, Dissertation von G. Brignole am Lehrstuhl für Flugantriebe, abgerufen am 3. November 2016)
4. ↑ Gasturbinen Handbuch (M. P. Boyce (Übersetzung aus dem Englischen), Springer-Verlag, 2013)