EIGENSCHAFTEN und GASGESETZE Diese beschreiben die Beziehungen zwischen den Zustandsvariablen Druck (p), Temperatur (T) und Volumen (V) einer bestimmten Gasmenge (mit Masse m, Teilchenzahl N und Stoffmenge n). Die Gesetze sind einfache Relationen, die experimentell herausgefunden wurden, und beziehen sich auf das <>. Die Moleküle des Gases werden als punktförmig betrachtet und zwischen ihnen darf keine Kraft interagieren. Sie stoßen elastisch gegeneinander und gegen die Wände, die den Raum begrenzen.
Der Begriff VAKUUM beschreibt einen vollständig materiefreien Raum und hat wahrscheinlich eine höhere philosophische Bedeutung (Horror Vacui). Im technischen Bereich versteht man unter VAKUUM den Raum, in dem der Druck niedriger ist als der Atmosphärendruck. Das ABSOLUTE VAKUUM gilt als materiefreier Volumenraum, ist aber nicht realisierbar. Man sollte es eher als das beste Vakuum bezeichnen, das in einem Raum erzeugt werden kann, da es nicht möglich ist, alle Gase vollständig zu beseitigen (Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff, Neon und Argon sind Beispiele für permanente Gase). Oft wird von Vakuum auch als physikalischer Entität im Gegensatz zum Druck gesprochen. In Wirklichkeit ist der Druck die einzige Maßeinheit, sowohl für Werte, die höher sind als der Atmosphärendruck, als auch für solche, die niedriger sind als dieser.
Als DRUCK wird das Ergebnis einer Kraft definiert, die senkrecht auf die Flächeneinheit wirkt. Gase bestehen aus einer großen Anzahl von Teilchen, die sich ständig in Bewegung befinden. Stoßen diese auf einer Fläche zusammen, erzeugen diese Kollisionen eine messbare Kraft. Der Druck ist die Summe aller von den Teilchen auf der Flächeneinheit erzeugten Kräfte. Die Teilchen, aus denen die Gase bestehen, verteilen sich, wenn sie sich im thermodynamischen Gleichgewicht befinden, gleichmäßig im Raum und somit sind der Druck und die Zusammensetzung des Gases an jedem Punkt des Behälters gleich.
Die Maßeinheit im Internationalen Einheitensystem (SI) lautet Pascal [Pa] und bezeichnet den Druck, den eine Kraft von 1 Newton [N] auf eine Fläche von 1 Quadratmeter [m2] ausübt. Das Pascal ist jedoch verglichen mit den Einheiten, an die wir zuvor gewöhnt waren, eine etwas kleine Maßeinheit. Es wird daher generell mit seinen Vielfachen ausgedrückt: hPa = 100Pa (1 mbar), kPa = 1.000Pa (0,1 bar), MPa = 1 Million Pa (10 bar). Die Einheiten bar und mbar, deren Verwendung zulässig ist, sowie das Pa und dessen Vielfache ersetzen langsam die zahlreichen anderen Maßeinheiten für den Druck, die in der Vergangenheit weit verbreitet waren (mmHg, mmH2O, Torr, atm, psi). Die Tabelle enthält alle häufig verwendeten Maßeinheiten für den Druck mit den entsprechenden Umrechnungsfaktoren.
Der Atmosphärendruck beträgt ca. ein bar absolut (1013 mbar). Ein Manometer, das bei Atmosphärendruck Null und bei Vakuum dagegen ein negatives Signal anzeigt, misst den relativen Druck als Abweichung vom Atmosphärendruck. In Wirklichkeit gibt es keine negativen Drücke. In einigen Fällen wird der Wert des erzeugten Vakuums in Prozent angegeben, wobei das absolute Vakuum als 100% gilt; dies ist jedoch nicht ausreichend repräsentativ und die Ausdehnung des Anwendungsbereichs macht die Angabe subjektiv. Korrekter ist es, den Wert des Drucks oder Vakuums durch Angabe seines Absolutwerts auszudrücken. Da ein Druckwert von Null praktisch nicht erreichbar ist, wird der Wert des Vakuums als Dezimale mit so vielen Nullen hinter dem Komma angegeben, wie niedrig der Druckwert bzw. wie "hoch" der Vakuumwert ist. Zweckmäßigkeitshalber werden logarithmische Ausdrücke anstatt einer Unmenge von Nullen vor einer signifikanten Zahl verwendet. Um subjektive Interpretationen zu vermeiden, wird der als Vakuum definierte Bereich der Drücke, die niedriger als der Atmosphärendruck sind, in verschiedene Stufen unterteilt.
