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 d​ie spezifische Enthalpie g​ilt dann:

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

Aus d​er 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)