Warum kühlt das Wasser ab?
Ein Gefäß enthält Wasser der Temperatur 50°C. Kaum wird in diesem Gefäß der Druck durch eine Vakuumpumpe abgesenkt, siedet das Wasser, wobei es nicht heiß wird, sondern sogar rasch abkühlt.
Warum ist das so? Warum kühlt dieses Wasser ab? Danke schonmal^^
5 Antworten
Hi,
wenn der Druck in einem Gefäß mit Wasser gesenkt wird, sinkt auch der Siedepunkt des Wassers. Das liegt daran, dass der Siedepunkt direkt mit dem umgebenden Druck zusammenhängt. Wenn der Druck niedriger wird kann das Wasser bei einer niedrigeren Temperatur sieden.
In diesem Fall wird der Druck im Gefäß durch die Vakuumpumpee gesenkt, so dass das Wasser bei einer Temperatur unterhalb des normalen Siedepunkts mit kochen beginnt. Während des Siedeprozesses wird das Wasser in Dampf umgewandelt, wodurch die Moleküle des Wassers schnell verdampfen und das Wasser abkühlen.
Dieser Effekt wird als Verdampfungskälte bezeichnet und tritt auf, weil beim Verdampfen von Flüssigkeit Energie aus der Umgebung aufgenommen wird, um den Übergang von flüssig in gasförmig zu ermöglichen. In diesem Fall nimmt das Wasser die notwendige Energie aus seiner Umgebung auf, was zu einer Abkühlung führt. Aus diesem Grund wird das Wasser nicht heißer, sondern kühlt sich bei diesem Prozess ab.
Der Siedepunkt wird erreicht, wenn der Dampfdruck (als Folge durch die thermische Bewegung der Teilchen) des Wassers dem Umgebungsdruck entspricht. Dann bilden sich Blasen und das Wasser entweicht in Form von Dampf. Der normale Umgebungsdruck entspricht dem Luftdruck und sorgt für eine Siedetemperatur von rund 100 °C (bei geringerem Luftdruck entsprechend weniger).
Wird der Umgebungsdruck abgesenkt (Vakuumpumpe), genügt schon ein geringerer Dampfdruck für den Übergang in den gasförmigen Zustand, d.h. der Siedepunkt ist nun tiefer. Da der Übergang in den gasförmigen Zustand zusätzlich Energie benötigt (zum Lösen den einzelnen Teilchen durch die thermische Bewegung), sinkt die Temperatur, d.h. das Wasser kühlt sich ab.
Wenn Wasser verdunstet wird es kalt (Verdunstungskälte). Das ist das Prinzip wie Schweiß auf der Haut kühlt.
Physikalisch erklärt sich der Effekt durch den Übergang von Flüssigkeit zu gasförmig. (Für Laien nicht einfach verständlich, der Fachbegriff ist Entropie, falls du googeln möchtest)
Auch beim Sieden gibt es diesen Übergang und daher kühlt das Wasser ab.
m.f.G.
anwesende
Die Vakuumpumpe sorgt mit der Druckabsenkung dafür, dass das Wasser siedet.
Die Energie, die benötigt wird, um flüssiges Wasser in Dampf umzuwandeln, wird aber dem flüssigen Wasser entzogen. Daher kühlt dieses ab und zwar solange, bis dessen Temperatur unterhalb des neuen Siedepunktes liegt.
Sieden entzieht der Flüssigkeit Verdampfungswärme, dh die Energie, die für den Phasenübergang gebraucht wird.