Siedepunkt von Wasser im Vakuum

Wissenschaft Physik
#1

Hallo,

ich weiß zu diesem Thema gibt es bereits genügend Themen, aber mich quält diesbezüglich eine spezielle Frage.

Folgendes Szenario: Ein Behälter wird teilsweise mit Wasser gefüllt und es wird mit einer Vakuumpumpe ein Unterdruck erzeugt. In dem Behälter herrscht nun ein Absolutdruck von, sagen wir mal, 123 mbar. Das heißt also, dass das Wasser bei 50°C beginnt zu sieden. Die Umgebungstemperatur beträgt konstant 60°C (entspricht einem Siedepunkt des Wassers im Behälter von 199 mbar)

Nun zu meiner Frage: Wird der Druck im Behälter jemals die 199 mbar übersteigen?

Von Außen wird ja nur konstant 60°C zugeführt und der Siedepunkt bei der Temperatur liegt bei 199 mbar. Hört das Wasser auf zu Sieden, wenn der Wasserdampf den Druck im Behälter erhöht und dieser 199 mbar erreicht hat?

Ich hoffe man versteht die Frage. Vielen Dank schon mal vorab.

#2

Hallo Neuzugang,

Nun zu meiner Frage: Wird der Druck im Behälter jemals die 199
mbar übersteigen?

Nein.

Siedepunkt bei der Temperatur liegt bei 199 mbar. Hört das
Wasser auf zu Sieden, wenn der Wasserdampf den Druck im
Behälter erhöht und dieser 199 mbar erreicht hat?

Nein.
Falls die Vakuumpumpe sehr leistungsstark ist, werden selbst die (idealerweise) 60 °C Wassertemperatur im Innern des Rezipienten nicht erreicht (-> Verdunstungs- bzw. Verdampfungskälte).

Gruß

watergolf

#3

Zuerst vielen Dank für deine Antwort,

aber hier muss ich nochmal nachfragen, denn irgendwie werde ich aus der Antwort nicht schlau. Der Druck wird die 199 mbar nicht überschreiten, aber das Wasser hört trotzdem nicht auf zu sieden?

Falls die Vakuumpumpe sehr leistungsstark ist, werden selbst
die (idealerweise) 60 °C Wassertemperatur im Innern des
Rezipienten nicht erreicht (-> Verdunstungs- bzw.
Verdampfungskälte).

Um das ganze noch mal genauer zu erläutern. Die Vakuumpumpe wird nur am Anfang benötigt, um den Druck im Behälter auf 123 mbar zu senken. Danach wird die Pumpe ausgeschaltet. Nun wird das Wasser (durch die Umgebungstemperatur von 60°C) erwärmt. Was passiert nun?

Das Wasser verdampt, erhöht somit den Druck im Behälter, bis dieser 199 mbar erreicht hat. Das Wasser hört auf zu Sieden, da nun der Siedepunkt (durch den erhöhten Druck) bei 60°C liegt. Ist dies so richtig?

#4

ja. das wasser siedet, bis sich ein gelcihgewicht eingestellt hat. bei 199mbar mit einem flüssigen teil und einem gasförmigen teil

#5

Hallo,

Um das ganze noch mal genauer zu erläutern. Die Vakuumpumpe
wird nur am Anfang benötigt, um den Druck im Behälter auf 123
mbar zu senken. Danach wird die Pumpe ausgeschaltet. Nun wird
das Wasser (durch die Umgebungstemperatur von 60°C) erwärmt.
Was passiert nun?

Was hältst du von folgender Versuchanordnung?
Da du anscheinend bei Raumtemperatur 20 °C beginnst, könnte man anfänglich auf 23,4 mbar absenken und eine Zeit lang das Wasser bei dieser Temperatur sieden lassen.
Dann wäre der Raum völlig mit Dampf gesättigt und man würde von definierten Bedingungen ausgehen.
In den Tabellen für Wasserdampf wird auch der „Sättigungsdruck“ (bei der jeweiligen Temperatur) mit anderen Parametern (z.B. Verdampfungsenthalpie) in Beziehung gesetzt.

Nun die Pumpe abschalten und das Ventil zwischen Pumpe und Rezipienten schließen.
Jetzt kann man das Wasser erwärmen und die Temperatur/Druck-Tabelle für gesättigten Wasserdampf durchfahren.