Wasser bei 100 Grad in einem Raum mit 100 Grad Celcius?
Was würde passieren, wenn man eine Schüssel mit 100 Grad Celcius warmen Wasser in einem Raum mit 100 Grad Celcius stehen lassen würde. Würde es auch verdampfen oder wäre das anders (nur eine theoretische Frage)?
7 Antworten
Hier fliegen viele verwirrte Begriffe herum. Zunächst einmal: Verdampfen ist der Oberbegriff und bezeichnet den Übergang von flüssig nach gasförmig. Wasser verdampft immer dann in die Luft, wenn die rel. Luftfeuchte unter 100% liegt, egal welche Temperatur die Luft hat. Man unterscheidet aber
- Verdunsten - Wassermoleküle von der Oberfläche haben genug Energie um sich aus der Flüssigkeit zu lösen und gehen in die Luft
- Sieden - Wasser verdampft am heißen Topfboden und der Wasserdampf blubbert nach oben (übrigens auch wenn das übrige Wasser noch unter 100° hat)
Die gefragte Situation mit 100° Lufttemperatur ist eigentlich einen normale Sauna, und Wasser in der Sauna verdampft bei jedem Aufguss, im Prinzip so lange bis die rel. Feuchte 100% erreicht ist (aber das hält kein Mensch aus). Ich habe Wasser in der Sauna auch schon sieden sehen (die Finnen kochen ihr Wasser gerne vor, das macht den Aufguss effektiver, und dafür haben sie kleine Tanks, durch die das Ofenrohr des Saunaofens geht). In einer trockenen Sauna ohne Aufguss verdunstet der größte Teil des Schweißes von der Hautoberfläche, obwohl die Hauttemperatur weit unter 100° liegt.
Nein, das Wasser verdampft NICHT.
Zum Verdampfen müsste man Energie zuführen, das geschieht üblicherweise mit etwas, das heißer ist als das Wasser, zB eine Kochplatte.
Die einzige Möglichkeit, einen Teil des Wassers zu verdampfen, wäre, den Raum abzusaugen, also einen Unterdruck zu erzeugen. Dadurch sinkt die Verdampfungstemperatur des Wassers.
Dann würde es nicht verdampfen, sondern verdunsten. Am Ende, wenn sich ein Gleichgewicht eingestellt hat, kann man aber nicht mehr feststellen, ob das Wasser verdampft oder verdunstet ist.
Falsch, der Dampfdruck (hier 1 bar) müsste höher sein als der Partialdruck des Dampfes in der Atmosphäre. Notfalls würde sich der Dampf die erforderliche Verdampfungsenthalpie aus dem Wasser holen, das dadurch abkühlt, wodurch dann wieder Wärme aus der Umgebung ins Wasser übergeht. Das wäre Verdunsten. Nur beim Verdampfen müsste aktiv Wärme durch einen Temperaturunterswhied zugeführt werden.
Wenn ich 100 Grad heißes Wasser in einen 100 Grad heißen Raum stellen würde müßten also 1 bar Überdruck im Raum vorhanden sein um keinen Aggregatswechsel zu haben?
Der Gesamtdruck spielt keine Rolle. Entscheidend ist alleine der Partialdruck des Dampfes. Wenn wir den normalen Luftdruck von 1 bar plus Partialdruck des Wasserdampfes von einem bar nehmen, käme in der Tat 2 bar Gesamtdruck raus. Wenn wir vorher die Luft heraussaugen, sodass sie keine Rolle mehr spielt, würde der Partialdruck des Dampfes den Gesamtluftdruck ausmachen.
Danke für die Erklärung. Eine Frage hab ich noch zu meinem Verständnis. Wenn also der Luftdruck im Raum dem Partialdruck, in dem Fall 2 bar, entspricht würde sich nichts ändern. Der Zustand wäre dann sozusagen eingefroren.
Vieleicht muss ich noch etwas ausholen. Die Mischung aus zwei Stoffen erfolgt je nach Aggregatszustand völlig unterschiedlich.
Bei Feststoffen werden die Moleküle des einen Stoffes in das Kristallgitter des anderen Stoffes eingelagert. Die daraus resultierenden Eigenschaften können völlig unterschiedlicher Natur sein. Das kennt man z.B. von Bronze oder den ganzen verschiedenen Stahlsorten.
Bei Flüssigkeiten findet eine Lösung statt und nur bei Flüssigkeiten. Da gibt es unterschiedliche Löslichkeiten und es gibt Sättigungen, von wo ab nichts mehr gelöst werden kann und ausfällt.
Bei (idealen) Gasen gibt es weder eine gegenseitige Einlagerungen noch irgendetwas wie Löslichkeit. Jede einzelne Komponenten hat ihre phyikalischen Eigenschaften völlig unabhängig davon, was sich noch so im Gasgemisch befindet. Jede einzelne Komponente hat ihren eigenen Partialdruck und bei Flüssigkeit/Gasphasen zusammen kann der Partialdruck nie höher werden als der Dampfdruck. Das Zweipühasengemisch versucht aber auf Dauer immer ein Gleichgewicht zwischen verdunstenden und kondensierenden Molekülen zu finden und das ist beim Dampfdruck der Fall..wie gesagt, völlig unabhängig von allen anderen Komponenten.
Sowohl für jede einzelne Phase als auch für das Gemisch gilt, dass es bei Normbedingungen (1 bar, 0 °C) ein Voumen von 22,4 Liter pro Mol einnimmt. Das führt z.B. dazu (was viele überrascht), dass feuchte Luft deutlich leichter ist als trockene Luft, denn der Dampf wird nicht in der Luft gelöst, sondern die Wassermoleküle (Molekülgewicht H2O = 18) verdrängen die Luftmoleküle (Molekülgewicht N2 = 28), damit pro Liter Luft immer gleichviele Teilchen enthalten sind, egal von welchem Stoff.
Bei unserem konkreten Fall muss man zwei Fälle unterscheiden:
1) Man hat einen Raum, der nicht druckfest geschlossen ist, wie das bei Räumen in Gebäuden so üblich ist. Da herrscht im Raum immer der Außendruck, da der sich durch Spalten, Schlitze oder Schlüssellöcher immer ausgleicht. Wenn da das Wasser verdunstet, verdrängt es die Luftmoleküle solange, bis sich nur noch Dampf und keine Luft mehr im Raum befindet..sofern genügend Wasser vorhanden ist. Ansonsten hört die Verdunstung natürlich auf, wenn der Topf leer ist. Grob über den Daumen braucht man pro Kubikmeter Rauminhalt 1 Liter Wasser, um den Raum vollständig mit Dampf zu füllen.
2) Man hat einen druckdicht geschlossenen Behälter. Da wird die Berechnung des Gleichgewichtszustandes etwas komplizierter, da mit dem zunehmenden Druck durch Verdunstung auch gleichzeitig die Verdampfungstemperatur und damit der Dampfdruck steigt. Das wird eine etwas kompliziertere Rechnerei, die man nicht mal so eben über den Daumen erledigen kann. Ich würde aber vermuten, dass der Druck nicht so wahnsinnig steigt, wenn die Raumtemperatur bei 100 °C gehalten wird.
Ich Danke Dir für die ausfühliche Erklärung. Jetzt habe ich viel dazugelernt und es auch Verstanden. Bei Sachen, die mich interessieren möchte ich immer viel Hintergrund und Detailwissen. Man lernt nie aus, egal wie Alt man ist.
Man lernt nie aus, egal wie Alt man ist.
Da kann ich dir sowas von Recht geben.
Ürigens, nette Scherzfrage:
Kannst du mir etwas geben, was du nicht hast?
Nein, das geht nicht.
Doch, du kannst mir Recht geben.
Das kommt auf die relative Luftfeuchte an. Bei 100% passiert nichts mehr, bei weniger würde das Wasser verdunsten.
In einem Schnellkochtopf ist Wasser auch flüssig, obwohl es über 100°C ist... Das liegt an dem Druck. Druck verschiebt das Gleichgewicht von flüssigen und gasförmigen Zustand.
Das Wasser verdunstet, solange die relative Luftfeuchte unter 100% ist.
Es würde weder verdampfen noch verdunsten. Dazu müßte ein Temperaturunterschied vorhanden sein.