Druckzuständen

Druckzustand beschreibt den aktuellen Druckzustand eines Systems und damit die Verteilung der Kräfte, die von einem Fluid oder Gas auf dessen Begrenzungen ausgeübt werden. In der Thermodynamik, der Fluidmechanik und der Technik dienen Druckzustände als zentrale Zustand Variablen neben Temperatur und Volumen. Sie bestimmen Eigenschaften wie Dichte, Energie und das Verhalten von Phasenwechseln.

Es gibt verschiedene Arten von Druck: Absolutdruck, der Druck gemessen gegen ein Vakuum ist; Überdruck oder Gauge-Druck, der relativ zum Umgebungsdruck gemessen wird; sowie Unterdruck (Vakuum), der unter dem Umgebungsdruck liegt. In vielen Anwendungen wird der atmosphärische Druck als Referenz benutzt.

Messung und Einheiten: Druck wird in Pascal (Pa) gemessen; gängige Größen sind Kilopascal (kPa) und Bar. 1 Bar entspricht 100.000 Pa, 1 atm etwa 1,01325 Bar. Instrumente zur Messung sind Barometer, Manometer und Drucksensoren, deren Messwerte oft als P_abs, P_gauge oder P_vakuum angegeben werden.

In der Thermodynamik sind Druckzustände zentrale Größen der Zustandsgleichung. Entsprechend werden Prozesse oft als isobarisch (konstanter Druck), isochor (konstanter Volumen), isotherm (konstante Temperatur) oder adiabatisch (kein Wärmeaustausch) beschrieben. Der Druck beeinflusst Phasenübergänge, Kompression, Expansion und Arbeit, die ein System verrichtet.

Anwendungsgebiete reichen von der Auslegung von Druckbehältern, Rohrleitungssystemen und Hydraulik bis zur Meteorologie, wo Luftdruckzustände Wettererscheinungen bestimmen, und zum Tauchen, wo Umgebungsdruck und Auftrieb eine Rolle spielen. Hydrostatischer Druck in Flüssigkeiten steigt mit der Tiefe und hängt von Dichte und Gravitation ab.