Wasser unter Druck erhitzen und Druck ablassen was passiert?
Guten Abend! Wir sitzen grad inner gemütlichen runde bei Pfeife und Bier und haben folgende Überlegung angstellt: Was passiert mit Wasser wenn es unter starkem Durck auf 400°C erhitzt wird und anschließend der Druck plötzlich entlassen wird. Das Wasser befindet sich in diesem Fall in einem Stahlbehälter. Ich denke es sollten mehr Menschen an dieser Frage teil haben!
8 Antworten
Oh Gott, es ist wirklich schlimm. Keiner der bisherigen Schreiberlinge hat ein Ahnung. Wenn du ein Gas, und Wasserdampf ist ein Gas, das unter Druck steht ablässt, also im die Möglichkeit zur Expansion gibst, dann kühlt sich das Medium ab. Mit dem Druck sinkt auch die Temperatur. Da Wasser einen Kritischen Punkt von 374 °C hat wird sich der Dampf oberhalb wie jedes andere Gas verhalten. Es gibt keine Flüssige Phase mehr!! Lässt du noch mehr Druck ab, dann wird die Temperatur weiter sinken und unterhalb von 374 °C wird das Wasser wieder anfangen im Behälter zu kondensieren.
Wir selber haben einen Schwarzdampferzeuger der 350Liter Inhalt aufweisst und bei rund 180°C 10 Bar hat. Wenn du nun dort den Dampf ablässt, dann wird der Dampf ausgeblasen, der Druck und somit auch die Temperatur sinken!!! Da das Wasser noch auf 180°C ist, verdampft sofort Wasser, aber da die Verdunstung sehr viel Energie braucht ( etwa 500 mal so viel Energie wie Wasser um ein Grad zu erwärmen) kühlt sich die Flüssigkeit relativ schnell und ohne sichtbare Verzögerung zum Druck ab. Um den Druck ganz abzulassen braucht es gerade mal 4-5 Minuten. (also 4 Minuten um 500 Liter 180°C warmes Wasser auf 100°C abzukühlen) Steigt der Druck wieder an, dann hast du im Übrigen Luft im System, was auf keinen Fall sein sollte. Interessanter ist die Aufwärmphase: Es braucht 30 Minuten, bis du von 20 auf 100°C bist, aber nur deren 8 Minuten von 100° auf 180°C
Nachverdampfung, Dampf hat das 1250fache Volumen von Wasser.
Wenn der Druck hoch genug ist, dann ist das Wasser bei 400°C noch flüssig. Wird der Druck dann reduziert, dann kocht das Wasser plötzlich und verdampft. Wird der Druck sehr schnell reduziert, dann geht auch das Verdampfen schlagartig.
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Öffnet man den Stahlbehälter auf einen Schlag, dann wird auch das Wasser schlagartig fast vollständig verdampfen. Öffnet man einfach ein Ventil, dann geht der Druck weg. Der entstehende Wasserdampf baut aber wieder Druck auf, der andrerseits gleichzeitig auch wieder aus dem Ventil entweicht. Das geht, bis so viel Wasser verdampft ist, daß nur noch ein Rest da ist mit einer Temperatur unter der normalen Siedetemperatur. Der Druck wird dann ausgeglichen sein.
Also für diese Antwort bekommst du von mir nen Gutefrage Doktortitel. Denn auch wir haben das vermutet ^^
Stimmt, über 374° haben wir keine Flüssigkeit und kein Gas mehr, die Dichten sind gleich und wir befinden uns im Bereich der überkritischen Flüssigkeit, in der Wasser und Dampf quasi eins sind. Dieser Übergang am kritischen Punkt ist aber reversibel, bei Druckminderung kommt es sofort wieder zur Trennung. In der o.a. Betrachtung habe ich muß das daher auch nicht unbedingt berücksichtigt werden. Außerdem stellen hier auf GF solche Fragen keine Chemiker, Physiker, die vom Studium her in der Thermodynamik Bescheid wissen, sondern mehr oder weniger Laien, so daß man auf solche Besonderheiten nicht eingehen muß.
(Und ehrlich gesagt, ich hatte in dem Moment so schnell auch gar nicht an den kritischen Punkt gedacht. ;-)
Also ich möchte den Behälter nicht öffnen!
Über oder Unterdruck ? Überdruck: Also der starke Druck erhöht zunächst mal den Siedepunkt des Wassers. Beim Ablassen schießt das Wasser aus dem Gefäß.
Wir dachten in Richtung Überdruck also schon gute Antwort! Bei Unterdruck wären wir vom Vakuum ausgegangen ;)
Wenn es in einem geschlossenen System ist schon oder? Der Dampf wird doch dann auch erhitzt oder nicht?
Sorry aber Wasser hat eine kritischen Punkt von 374°C und darüber ist nichts Flüssiges mehr vorhanden !!