Expansionverhältnis

Expansionverhältnis bezeichnet in der Wissenschaft das Maß, in dem sich ein System infolge von Änderungen von Druck und Temperatur ausdehnt. Im allgemeinsten Sinn ist es das Verhältnis der End- zur Anfangsgröße, typischerweise des Volumens V2/V1.

Im Bereich der Thermodynamik und Strömungsmechanik bezieht es sich meist auf das Volumenverhältnis eines Gases beim Übergang von Zustand 1 zu Zustand 2. Für ideale Gase gilt V2/V1 = (P1/P2)^{1/γ} bei isentropischer Expansion; bei isothermer Expansion gilt V2/V1 = P1/P2. Das Expansionverhältnis beeinflusst Temperatur, Druck und Arbeit, insbesondere in Turbinen, Kälteprozessen und Verbrennungssystemen.

In der Raketentechnik und Düsenkonstruktion bezeichnet Expansionverhältnis oft das Verhältnis der Düsenquerschnitte, A_exit/A_throat, also wie stark sich der Abgasstrom ausdehnt; größerer Wert führt zu niedrigerem Austrittsdruck und höherer Geschwindigkeit bis zum Optimierungspunkt, aber es beeinflusst Materialbelastung und Leistung.

In der Kälte- und Klimatechnik wird der Begriff auch verwendet, um das Verhältnis von Druck oder Zustand vor und nach einem Expansionsvorgang, zum Beispiel an Expansionsventilen, zu beschreiben.

Die exakte Bedeutung hängt vom Fachgebiet ab; Kontext ist daher ausschlaggebend.