Dieses Quiz als Battle spielen: Deutsch, Klasse 7-8, M-Niveau

Gase und Gasgesetze - Chemie

Einleitung

Gase begegnen Dir überall: in der Atmosphäre, in Fahrradreifen, in Sprühdosen, in Luftballons und bei vielen chemischen Reaktionen. Ein Gas hat keine feste Form und kein festes Volumen. Es verteilt sich im verfügbaren Raum und lässt sich deutlich stärker zusammendrücken als eine Flüssigkeit oder ein Feststoff.

Die Gasgesetze beschreiben, wie Druck $p$ , Volumen $V$ , Temperatur $T$ und Stoffmenge $n$ zusammenhängen. In diesem aiMOOC lernst Du die wichtigsten Gesetze kennen, deutest sie mit dem Teilchenmodell und wendest sie auf Experimente und Alltagssituationen an.^[1]

Lernziele

Nach der Bearbeitung kannst Du:

Gase mit dem Teilchenmodell beschreiben.
Die Zustandsgrößen $p$ , $V$ , $T$ und $n$ unterscheiden.
Die Gesetze von Boyle-Mariotte, Gay-Lussac beziehungsweise Charles, Amontons und Avogadro anwenden.
Mit der idealen Gasgleichung einfache Aufgaben lösen.
Grenzen des Modells vom idealen Gas erklären.

Das Teilchenmodell eines Gases

Im Teilchenmodell besteht ein Gas aus sehr vielen Atomen oder Molekülen. Die Teilchen bewegen sich ungeordnet in alle Richtungen. Zwischen ihnen ist im Vergleich zu ihrer Größe viel leerer Raum. Deshalb sind Gase gut komprimierbar.

Der Gasdruck entsteht durch Stöße der Teilchen gegen die Gefäßwand. Bei höherer Temperatur bewegen sich die Teilchen im Mittel schneller. Dadurch werden die Stöße häufiger und kräftiger.

Für das Modell eines idealen Gases nimmt man vereinfacht an:

Die Teilchen besitzen gegenüber dem Gefäßvolumen praktisch kein Eigenvolumen.
Zwischen den Teilchen wirken außer bei Stößen keine Kräfte.
Die Stöße untereinander und mit der Wand sind elastisch.

Das ideale Gas ist ein Modell. Viele verdünnte Gase lassen sich damit bei nicht zu hohem Druck und nicht zu niedriger Temperatur gut beschreiben.^[2]

Zustandsgrößen

Größe	Formelzeichen	Häufige Einheit	Bedeutung
Druck	$p$	Pascal, Kilopascal oder Bar	Wirkung der Teilchenstöße auf eine Fläche
Volumen	$V$	Kubikmeter oder Liter	Raum, den das Gas einnimmt
Temperatur	$T$	Kelvin	Maß für den thermischen Zustand
Stoffmenge	$n$	Mol	Maß für die Anzahl der Teilchen

In Gasgleichungen verwendest Du die absolute Temperatur in Kelvin:

$T [K] = ϑ [^{\circ} C] + 273,15$

Beispiel: $20^{\circ} C = 293,15 K$ .

Die Gasgesetze im Überblick

Bei jedem einfachen Gasgesetz bleiben bestimmte Größen konstant. Die Temperatur muss immer in Kelvin eingesetzt werden.

Gesetz	Konstante Größen	Zusammenhang
Boyle-Mariotte	$T$ und $n$	$p \cdot V = k o n s t a n t$
Charles beziehungsweise Gay-Lussac	$p$ und $n$	$\frac{V}{T} = k o n s t a n t$
Amontons	$V$ und $n$	$\frac{p}{T} = k o n s t a n t$
Avogadro	$p$ und $T$	$\frac{V}{n} = k o n s t a n t$
Allgemeines Gasgesetz	$n$	$\frac{p V}{T} = k o n s t a n t$
Ideale Gasgleichung	keine Größe grundsätzlich konstant	$p V = n R T$

In Schulbüchern können die Namen der Temperaturgesetze leicht unterschiedlich verwendet werden. Entscheidend ist deshalb immer, welche Größe konstant bleibt.^[3]

Gesetz von Boyle-Mariotte

Bei gleichbleibender Temperatur und Stoffmenge ist der Druck umgekehrt proportional zum Volumen:

$p_{1} V_{1} = p_{2} V_{2}$

Wird das Volumen halbiert, verdoppelt sich der Druck. Im Teilchenmodell treffen dieselben Teilchen in einem kleineren Raum häufiger auf die Gefäßwand.

Beispiel: Ein Gas hat bei $100 k P a$ ein Volumen von $1,2 L$ . Es wird bei gleichbleibender Temperatur auf $0,8 L$ komprimiert.

$p_{2} = \frac{p_{1} V_{1}}{V_{2}} = \frac{100 k P a \cdot 1,2 L}{0,8 L} = 150 k P a$

Gesetz von Charles beziehungsweise Gay-Lussac

Bei gleichbleibendem Druck und gleichbleibender Stoffmenge ist das Volumen proportional zur absoluten Temperatur:

$\frac{V_{1}}{T_{1}} = \frac{V_{2}}{T_{2}}$

Wird ein beweglich eingeschlossenes Gas erwärmt, vergrößert sich sein Volumen. Ein weicher Luftballon kann sich deshalb in warmer Umgebung ausdehnen und in kalter Umgebung zusammenziehen.

Beispiel: Ein Gas besitzt bei $293 K$ ein Volumen von $2,0 L$ . Bei konstantem Druck wird es auf $333 K$ erwärmt.

$V_{2} = \frac{V_{1} T_{2}}{T_{1}} = \frac{2,0 L \cdot 333 K}{293 K} \approx 2,27 L$

Gesetz von Amontons

Bei gleichbleibendem Volumen und gleichbleibender Stoffmenge ist der Druck proportional zur absoluten Temperatur:

$\frac{p_{1}}{T_{1}} = \frac{p_{2}}{T_{2}}$

In einem starren, geschlossenen Gefäß können sich die Teilchen bei Erwärmung nicht ausbreiten. Sie stoßen schneller und kräftiger gegen die Wand, sodass der Druck steigt.

Sicherheit: Erhitze niemals ein verschlossenes starres Gefäß. Der steigende Druck kann das Gefäß zum Bersten bringen.

Gesetz von Avogadro

Bei gleichbleibendem Druck und gleichbleibender Temperatur ist das Volumen proportional zur Stoffmenge:

$\frac{V_{1}}{n_{1}} = \frac{V_{2}}{n_{2}}$

Mehr Gasteilchen benötigen unter denselben Bedingungen mehr Raum. Gleiche Volumina idealer Gase enthalten bei gleicher Temperatur und gleichem Druck gleich viele Teilchen.

Allgemeines Gasgesetz

Für eine abgeschlossene Gasmenge gilt:

$\frac{p_{1} V_{1}}{T_{1}} = \frac{p_{2} V_{2}}{T_{2}}$

Damit kannst Du Zustandsänderungen berechnen, bei denen sich Druck, Volumen und Temperatur gleichzeitig ändern. Die Stoffmenge muss dabei gleich bleiben.

Ideale Gasgleichung

Die ideale Gasgleichung verbindet alle vier Zustandsgrößen:

$p V = n R T$

Dabei ist $R$ die universelle Gaskonstante. In SI-Einheiten kannst Du näherungsweise verwenden:

$R = 8,314 J m o l^{- 1} K^{- 1}$

Beispiel: Für $n = 0,10 m o l$ , $T = 300 K$ und $V = 2,5 L = 2,5 \cdot 1 0^{- 3} m^{3}$ gilt:

$p = \frac{n R T}{V} = \frac{0,10 m o l \cdot 8,314 J m o l^{- 1} K^{- 1} \cdot 300 K}{2,5 \cdot 1 0^{- 3} m^{3}} \approx 9,98 \cdot 1 0^{4} P a$

Der Druck beträgt also ungefähr $100 k P a$ .

Reale Gase und Grenzen des Modells

Reale Gasteilchen besitzen ein Eigenvolumen und ziehen sich gegenseitig an. Diese Effekte werden besonders bei hohem Druck und niedriger Temperatur wichtig. Dann weicht das Verhalten stärker von der idealen Gasgleichung ab. Für viele Schulversuche bei moderaten Bedingungen ist das ideale Gas dennoch eine nützliche Näherung.

Eine genauere Beschreibung realer Gase ermöglicht zum Beispiel die Van-der-Waals-Gleichung.

Gasgesetze im Alltag

Fahrradpumpe: Beim Zusammendrücken steigt der Druck; durch die verrichtete Arbeit kann sich die Pumpe zusätzlich erwärmen.
Luftballon: Ein weicher Ballon verändert sein Volumen mit der Temperatur und dem Außendruck.
Spraydose: Erwärmung erhöht bei annähernd festem Volumen den Innendruck.
Tauchen: Mit zunehmendem Umgebungsdruck werden eingeschlossene Gasvolumina kleiner.
Heißluftballon: Erwärmte Luft hat bei ähnlichem Druck eine geringere Dichte und kann Auftrieb erzeugen.

Wichtig: Gasgesetze erklären Zusammenhänge, ersetzen aber keine Sicherheitsregeln. Druckbehälter, brennbare Gase und starke Erwärmung gehören nur in fachkundige Hände.

Interaktive Aufgaben

Quiz: Teste Dein Wissen

Warum sind Gase gut komprimierbar? (Zwischen den Teilchen ist viel leerer Raum) (!Die Teilchen besitzen eine feste Ordnung) (!Die Teilchen sind unbeweglich) (!Die Teilchen lösen sich beim Drücken auf)

Welche Temperaturskala wird in Gasgleichungen verwendet? (Kelvin) (!Celsius) (!Fahrenheit) (!Grad ohne Skala)

Welche Größe bleibt beim Gesetz von Boyle-Mariotte konstant? (Die Temperatur) (!Der Druck) (!Das Volumen) (!Die Dichte)

Was geschieht bei Boyle-Mariotte mit dem Druck, wenn das Volumen halbiert wird? (Der Druck verdoppelt sich) (!Der Druck halbiert sich) (!Der Druck bleibt gleich) (!Der Druck wird null)

Welcher Zusammenhang gilt bei konstantem Druck? (Das Volumen ist proportional zur Kelvin-Temperatur) (!Der Druck ist umgekehrt proportional zur Temperatur) (!Die Stoffmenge ist immer null) (!Das Volumen ist unabhängig von der Temperatur)

Was beschreibt das Gesetz von Amontons? (Der Druck steigt bei festem Volumen mit der Kelvin-Temperatur) (!Das Volumen sinkt bei festem Druck immer auf null) (!Die Stoffmenge ändert sich ohne Teilchenaustausch) (!Der Druck ist unabhängig von der Temperatur)

Was folgt aus dem Gesetz von Avogadro? (Bei gleichem Druck und gleicher Temperatur ist das Volumen proportional zur Stoffmenge) (!Bei gleichem Volumen ist die Temperatur immer konstant) (!Alle Gase besitzen dieselbe Masse) (!Der Druck ist stets gleich null)

Wie lautet die ideale Gasgleichung? (pV gleich nRT) (!p plus V gleich n) (!p geteilt durch T gleich R) (!V gleich pT)

Was erzeugt den Gasdruck im Teilchenmodell? (Stöße der Teilchen gegen die Gefäßwand) (!Die Farbe des Gases) (!Die Form einzelner Atome) (!Die Masse des Gefäßes allein)

Wann weichen reale Gase besonders stark vom idealen Modell ab? (Bei hohem Druck und niedriger Temperatur) (!Bei niedrigem Druck und hoher Temperatur) (!Nur bei exakt null Grad Celsius) (!Nie)

Memory

Gasdruck	Teilchenstöße an der Gefäßwand
Volumen	Verfügbarer Raum eines Gases
Kelvin	Absolute Temperaturskala
Isotherm	Temperatur bleibt konstant
Isobar	Druck bleibt konstant
Isochor	Volumen bleibt konstant
Stoffmenge	Angabe in Mol

Drag and Drop

Ordne die richtigen Begriffe zu.	Thema
Boyle-Mariotte	Temperatur bleibt konstant
Charles beziehungsweise Gay-Lussac	Druck bleibt konstant
Amontons	Volumen bleibt konstant
Avogadro	Druck und Temperatur bleiben konstant
Ideale Gasgleichung	Druck Volumen Temperatur und Stoffmenge werden verbunden

Kreuzworträtsel

Molekül	Wie heißt ein Teilchen, das aus mehreren gebundenen Atomen bestehen kann?
Kelvin	Welche absolute Temperaturskala wird in Gasgleichungen genutzt?
Isotherme	Wie heißt eine Zustandsänderung bei gleichbleibender Temperatur?
Druck	Welche Größe entsteht durch Teilchenstöße an die Gefäßwand?
Volumen	Welche Größe beschreibt den Raum eines Gases?
Avogadro	Welcher Forscher ist mit dem Zusammenhang zwischen Stoffmenge und Gasvolumen verbunden?

LearningApps

Lückentext

Gase füllen den verfügbaren Raum

aus. Der Gasdruck entsteht durch Stöße der Teilchen gegen die

. In Gasgleichungen wird die Temperatur in

eingesetzt. Beim Gesetz von Boyle-Mariotte bleibt die Temperatur

. Bei gleichbleibender Temperatur sind Druck und Volumen

proportional. Bei gleichbleibendem Druck wächst das Volumen mit der

. Bei festem Volumen steigt der Druck mit der

. Das Gesetz von Avogadro verbindet das Volumen mit der

. In der idealen Gasgleichung steht R für die universelle

. Reale Gase weichen besonders bei hohem Druck und

Temperatur vom idealen Modell ab. Das Erhitzen eines geschlossenen starren Gefäßes ist

.

Offene Aufgaben

Leicht

Teilchenmodell zeichnen: Zeichne ein Gas in einem großen und in einem zusammengedrückten Gefäß und erkläre die Druckänderung.
Gasgesetze im Alltag: Fotografiere oder skizziere drei sichere Alltagsbeispiele und ordne jedem Beispiel ein Gasgesetz zu.
Begriffskarten: Gestalte Lernkarten zu Druck, Volumen, Temperatur, Stoffmenge und Kelvin.
Erklärtext: Schreibe einen kurzen Text, der erklärt, warum ein Luftballon in kalter Umgebung kleiner werden kann.

Standard

Spritzenexperiment: Plane mit einer nadellosen verschlossenen Kunststoffspritze einen sicheren Versuch zu Boyle-Mariotte und formuliere eine Hypothese.
Messwertdiagramm: Erstelle aus vorgegebenen oder selbst gemessenen Druck-Volumen-Werten ein Diagramm und deute den Kurvenverlauf.
Erklärvideo: Produziere ein zweiminütiges Video zu einem Gasgesetz mit Teilchenmodell, Formel und Alltagsbeispiel.
Interview: Befrage eine Fachkraft aus Labor, Feuerwehr, Tauchschule oder Technik dazu, warum Druck und Temperatur bei Gasen wichtig sind.

Schwer

Tabellenkalkulation: Entwickle eine Tabelle, die mit $p V = n R T$ eine unbekannte Zustandsgröße berechnet und Einheiten prüft.
Messunsicherheit: Werte einen Gasversuch aus und untersuche, wie Ablesefehler, Reibung, Leckagen und Temperaturänderungen das Ergebnis beeinflussen.
Ideales und reales Gas: Recherchiere, warum reale Gase bei hohem Druck oder niedriger Temperatur abweichen, und gestalte eine Vergleichsgrafik.
Sicherheitsprojekt: Entwickle ein Informationsplakat zum sicheren Umgang mit Druckbehältern und begründe die Hinweise mit Gasgesetzen.

Lernkontrolle

Modell und Beobachtung: Ein verschlossener flexibler Beutel wird abgekühlt. Erkläre die Beobachtung auf Teilchenebene und wähle das passende Gasgesetz.
Versuchsplanung: Plane einen Versuch, mit dem Du den Zusammenhang zwischen Druck und Volumen untersuchen kannst. Benenne unabhängige, abhängige und konstante Größen.
Fehleranalyse: Eine Schülerin rechnet mit $25$ statt $298$ als Temperatur. Erkläre den Fehler und seine Auswirkung auf das Ergebnis.
Transfer Spraydose: Begründe fachlich, warum Spraydosen vor starker Erwärmung geschützt werden müssen, ohne nur eine Sicherheitsregel zu wiederholen.
Daten auswerten: Entscheide anhand einer Messwertreihe, ob eine Zustandsänderung eher isotherm, isobar oder isochor ablief, und begründe Deine Entscheidung.
Modellkritik: Erkläre, weshalb die ideale Gasgleichung nützlich ist, obwohl kein reales Gas alle Modellannahmen vollständig erfüllt.

Lernnachweis

Für einen Lernnachweis zu diesem Thema ist wichtig, dass Du:

die Zustandsgrößen und ihre Einheiten sicher verwendest,
Celsiuswerte korrekt in Kelvin umrechnest,
zu einer Situation das passende Gasgesetz auswählst,
Formeln nach der gesuchten Größe umstellst,
Ergebnisse mit Einheit und sinnvoller Genauigkeit angibst,
Zusammenhänge mit dem Teilchenmodell erklärst,
Grenzen des idealen Gasmodells benennst,
Sicherheitsfolgen aus Druck- und Temperaturänderungen ableitest.

OERs zum Thema

Weitere passende Lernbereiche sind Ideales Gas, Thermische Zustandsgleichung idealer Gase, Kinetische Gastheorie und Thermodynamik.

Einzelnachweise

↑ Wikipedia: Gasgesetze, abgerufen am 26. Juli 2026.
↑ Wikipedia: Ideales Gas, abgerufen am 26. Juli 2026.
↑ Wikipedia: Thermische Zustandsgleichung idealer Gase, abgerufen am 26. Juli 2026.

Verknüpfte Lernbereiche

Die Gasgesetze verbinden chemisches Denken mit Physik und Mathematik. Du arbeitest mit Teilchenvorstellungen, Messgrößen, proportionalen Zusammenhängen, Formeln, Diagrammen und Sicherheitsfragen.

Gase und Gasgesetze - Chemie

aiMOOC-Projekte

Schulfach+

Prüfungsliteratur 2026
Bundesland	Bücher	Kurzbeschreibung
Baden-Württemberg	Abitur Der zerbrochne Krug - Heinrich von Kleist Heimsuchung - Jenny Erpenbeck Mittlere Reife Der Markisenmann - Jan Weiler oder Als die Welt uns gehörte - Liz Kessler Ein Schatten wie ein Leopard - Myron Levoy oder Pampa Blues - Rolf Lappert	Abitur Dorfrichter-Komödie über Wahrheit/Schuld; Roman über einen Ort und deutsche Geschichte. Mittlere Reife Wahllektüren (Roadtrip-Vater-Sohn / Jugendroman im NS-Kontext / Coming-of-age / Provinzroman).
Bayern	Abitur Der zerbrochne Krug - Heinrich von Kleist Heimsuchung - Jenny Erpenbeck	Abitur Lustspiel über Machtmissbrauch und Recht; Roman als Zeitschnitt deutscher Geschichte an einem Haus/Grundstück.
Berlin/Brandenburg	Abitur Der zerbrochne Krug - Heinrich von Kleist Woyzeck - Georg Büchner Der Biberpelz - Gerhart Hauptmann Heimsuchung - Jenny Erpenbeck	Abitur Gerichtskomödie; soziales Drama um Ausbeutung/Armut; Komödie/Satire um Diebstahl und Obrigkeit; Roman über Erinnerungsräume und Umbrüche.
Bremen	Abitur Nach Mitternacht - Irmgard Keun Mario und der Zauberer - Thomas Mann Emilia Galotti - Gotthold Ephraim Lessing oder Miss Sara Sampson - Gotthold Ephraim Lessing	Abitur Roman in der NS-Zeit (Alltag, Anpassung, Angst); Novelle über Verführung/Massenpsychologie; bürgerliche Trauerspiele (Moral, Macht, Stand).
Hamburg	Abitur Der zerbrochne Krug - Heinrich von Kleist Das kunstseidene Mädchen - Irmgard Keun	Abitur Justiz-/Machtkritik als Komödie; Großstadtroman der Weimarer Zeit (Rollenbilder, Aufstiegsträume, soziale Realität).
Hessen	Abitur Der zerbrochne Krug - Heinrich von Kleist Woyzeck - Georg Büchner Heimsuchung - Jenny Erpenbeck Der Prozess - Franz Kafka	Abitur Gerichtskomödie; Fragmentdrama über Gewalt/Entmenschlichung; Erinnerungsroman über deutsche Brüche; moderner Roman über Schuld, Macht und Bürokratie.
Niedersachsen	Abitur Der zerbrochene Krug - Heinrich von Kleist Das kunstseidene Mädchen - Irmgard Keun Die Marquise von O. - Heinrich von Kleist Über das Marionettentheater - Heinrich von Kleist	Abitur Schwerpunkt auf Drama/Roman sowie Kleist-Prosatext und Essay (Ehre, Gewalt, Unschuld; Ästhetik/„Anmut“).
Nordrhein-Westfalen	Abitur Der zerbrochne Krug - Heinrich von Kleist Heimsuchung - Jenny Erpenbeck	Abitur Komödie über Wahrheit und Autorität; Roman als literarische „Geschichtsschichtung“ an einem Ort.
Saarland	Abitur Heimsuchung - Jenny Erpenbeck Furor - Lutz Hübner und Sarah Nemitz Bahnwärter Thiel - Gerhart Hauptmann	Abitur Erinnerungsroman an einem Ort; zeitgenössisches Drama über Eskalation/Populismus; naturalistische Novelle (Pflicht/Überforderung/Abgrund).
Sachsen (berufliches Gymnasium)	Abitur Der zerbrochne Krug - Heinrich von Kleist Woyzeck - Georg Büchner Irrungen, Wirrungen - Theodor Fontane Der gute Mensch von Sezuan - Bertolt Brecht Heimsuchung - Jenny Erpenbeck Der Trafikant - Robert Seethaler	Abitur Mischung aus Klassiker-Drama, sozialem Drama, realistischem Roman, epischem Theater und Gegenwarts-/Erinnerungsroman; zusätzlich Coming-of-age im historischen Kontext.
Sachsen-Anhalt	Abitur (keine fest benannte landesweite Pflichtlektüre veröffentlicht; Themenfelder)	Abitur Schwerpunktsetzung über Themenfelder (u. a. Literatur um 1900; Sprache in politisch-gesellschaftlichen Kontexten), ohne feste Einzeltitel.
Schleswig-Holstein	Abitur Der zerbrochne Krug - Heinrich von Kleist Heimsuchung - Jenny Erpenbeck	Abitur Recht/Gerechtigkeit und historische Tiefenschichten eines Ortes – umgesetzt über Drama und Gegenwartsroman.
Thüringen	Abitur (keine fest benannte landesweite Pflichtlektüre veröffentlicht; Orientierung am gemeinsamen Aufgabenpool)	Abitur In der Praxis häufig Orientierung am gemeinsamen Aufgabenpool; landesweite Einzeltitel je nach Vorgabe/Handreichung nicht einheitlich ausgewiesen.
Mecklenburg-Vorpommern	Abitur (Quelle aktuell technisch nicht abrufbar; Beteiligung am gemeinsamen Aufgabenpool bekannt)	Abitur Land beteiligt sich am länderübergreifenden Aufgabenpool; konkrete, veröffentlichte Einzeltitel konnten hier nicht ausgelesen werden.
Rheinland-Pfalz	Abitur (keine landesweit einheitliche Pflichtlektüre; schulische Auswahl)	Abitur Keine landesweite Einheitsliste; Auswahl kann schul-/kursbezogen erfolgen.