
Quantitative Zusammenhänge
Bei konstantem Druck gilt für den Zusammenhang zwischen Volumen
und Temperatur:
Die zugeführte Wärme
Q erzeugt bei einer isobaren Zustandsänderung
eine Änderung der inneren Energie und des Volumens. Nach dem 1. Hauptsatz
der Thermodynamik ergibt sich die Bilanz:
Bei Verwendung des Modells ideales
Gas kann die Volumenarbeit
W, die das Gas zur Vergrößerung
des Volumens um
verrichtet, berechnet werden. Die Zustandsgleichung im Ausgangszustand
ist:
Nach Zuführung der Wärme Q erhöht
sich die Temperatur des Gases 
Die Zustandsgleichung im Endzustand nach Aufnahme der Wärme Q
ist daher:
Die vom Gas verrichtete Volumenarbeit ist damit:
In analoger Weise kann auch die Änderung der inneren Energie des
idealen Gases berechnet werden (siehe dazu den Beitrag "Isochore
Zustandsänderungen"). Bei einer Erhöhung der Temperatur
um
ist die
Änderung der inneren Energie eines idealen Gases:
Aus dem 1. Hauptsatzes kann damit die Wärme bestimmt werden, die
für eine Temperaturerhöhung um
des idealen Gases bei einer isobaren Prozessführung notwendig ist:
Die Teilchenanzahl N kann durch die Stoffmenge n und die universelle Gaskonstante
R ersetzt werden. Aus
ergibt sich für die Wärme:
Die Größe
, die molare Wärmekapazität
bei konstantem Druck, ist für alle einatomigen Gase konstant. Sie
hat einen Wert von:
Für zweiatomige Gase müssen bei der Berechnung der molaren Wärmekapazität
neben den Freiheitsgraden der Translation auch zwei Freiheitsgrade
der Rotation berücksichtigt werden, da sich die kinetische Energie
der Teilchen gleichmäßig auf alle Freiheitsgrade verteilt (Gleichverteilungssatz)
Aus der molaren Wärmekapazität können auch theoretische
Werte der spezifischen Wärmekapazitäten
bei konstantem Druck einzelner Gase leicht bestimmt werden. Für das
einatomige Helium ergibt sich z.B.:
Diese theoretisch berechneten Werte, stimmen mit den experimentell ermittelten
Werten gut überein.
Durch die Einführung der spezifischen Wärmekapazität können
die molaren und die molekularen Größen ersetzt werden durch
direkt messbare Größen. Für die Wärme, die für
eine Temperaturerhöhung eines einatomigen Gases bei einer isobaren
Prozessführung notwendig ist, ergibt sich mit der spezifischen Wärmekapazität
bei konstantem Druck:
