Gay-Lussac-Versuch

Der Gay-Lussac-Versuch (oder Joule-Versuch) ist ein klassisches Experiment der Wärmelehre. Es besteht in der freien Ausdehnung eines Gases in ein vorher evakuiertes Volumen, wobei weder Arbeit noch Wärme mit der Umgebung ausgetauscht werden können. Im kontrollierten Experiment strömt ein Gas nach dem Öffnen eines Ventils aus einem Behälter in einen zweiten Behälter über, bis der Druck ausgeglichen ist. So wurde es erstmals 1807 von Joseph Louis Gay-Lussac mit trockener Luft durchgeführt und heißt deshalb auch Gay-Lussacscher Überströmversuch. 1845 wurde es von James Prescott Joule mit größerer Genauigkeit wiederholt. Das Ergebnis war beide Male, dass die Temperatur insgesamt gleich blieb. Das wird heute dadurch erklärt, dass die Luft sich hier mit hinreichender Genauigkeit wie ein Ideales Gas verhält, dessen Innere Energie durch die Versuchsdurchführung konstant gehalten wird. Bei einem idealen Gas hängt die Temperatur bei gegebener Stoffmenge nur von der inneren Energie ab und ist insbesondere unabhängig vom eingenommenen Volumen. Bei genauerer Durchführung des Versuchs hätte sich jedoch eine Abkühlung zeigen müssen, denn genau genommen ist Luft kein ideales Gas. Der Gay-Lussac-Versuch darf nicht mit dem Joule-Thomson-Effekt oder dem Gesetz von Gay-Lussac verwechselt werden, die ebenfalls die Ausdehnung von Gasen zum Thema haben.