Bestimmung von Gas- und Flüssigkeitsdichten aus dem Verlauf von Isochoren

Abstract

Isochoren sind Linien konstanter Dichte im Zustandsdiagramm von Gasen ud Flüssigkeiten. Aus dem Verlauf der Isochoren lassen sich auf einfache Weise die Dichten von Gasen und Flüssigkeiten bestimmen. Voraussetzung ist, dass die Koexistenzkurven, das heißt die Dichten koexistierender Gase und Flüssigkeiten als Funktion der Temperatur bekannt sind. Eine bestimmte Menge eines Gases oder einer Flüssigkeit befindet sich in einem festen Volumen. Der Druck wird als Funktion der Temperatur gemessen und die Temperatur bestimmt, bei der die Isochore von der Dampfdruckkurve weg in das Einphasengebiet der Flüssigkeit oder des Gases abbiegt oder (bei der kritischen Temperatur) in den Zustand des überkritischen Fluids stetig übergeht. Das kann unter Umständen durch lineare Extrapolation aus dem Einphasengebiet auf die Dampfdruckkurve erreicht werden, wenn z.B. nur ein Teilstück der Isochoren im Einphasengebiet bekannt ist. Die Temperatur im Schnittpunkt der Dampfdruckkurve und Isochore wird abgelesen, um damit in der Koexistenzkurve die Gesamtdichte der Flüssigkeit bzw. des Gases zu bestimmen. Die Methode ist unabhängig von der Schwerkraft und speziell für Anwendungen unter Schwerelosigkeit im Weltraum geeignet