Hallo
Die Siedetemperatur von Wasser nimmt bekanntlich mit abnehmendem Luftdruck ab. Wasser kocht, wenn der Dampfdruck dem Luftdruck entspricht.
Aber: Bei welcher Temperatur siedet Wasser im Vakuum?
Oder sagt man besser, dass Wasser im Vakuum sehr schnell verdunstet?
Experimentell ist der Frage vermutlich gar nicht beizukommen, weshalb sie womöglich sinnlos ist, aber interessieren würde es mich doch.
Ich freue mich auf Lösungsvorschläge
Markus
Hallo Markus !
Im Vacuum bei ca. 40°C.
Jede Wassererzeugungsanlage, die Wasser durch Verdampfen erzeugt, arbeitet mit ungefähr 99% Vacuum und 40° C Verdampfungstemperatur. (99 %, weil 100% kaum mit normalen Pumpen zu erreichen sind).
Ein Behälter wird zuerst mit Vacuumpumpen leergepumpt, also auf ca 99 % gebracht. Dann wird Schmutz- oder Seewasser eingespeist und eine Heizschlange mit ca 6 - 65° C heißem Wasser beaufschlagt.
Das Wasser kocht, die Dämpfe steigen nach oben. Dort befindet sich der Kondensator (Rohre mit kaltem Wasser), der Dampf kondensiert und das Kondensat wird in einer Schale aufgefangen und abgepumpt.
Die Lauge, die unten erzeugt wird, wird ebenfall abgepumt.
Gruß Werner
[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]
Hallo
Die Siedetemperatur von Wasser nimmt bekanntlich mit
abnehmendem Luftdruck ab. Wasser kocht, wenn der Dampfdruck
dem Luftdruck entspricht.
Genauer gesagt, wenn der Dampfdruck höher ist.
Aber: Bei welcher Temperatur siedet Wasser im Vakuum?
Oder sagt man besser, dass Wasser im Vakuum sehr schnell
verdunstet?
Die Frage hast Du gerade selbst beantwortet. Da flüssiges Wasser immer einen Dampfdruck >0 hat, wird es im Vakuum so lange sieden, bis es infolge des Verlustes von Verdampfungswärme gefriert. Da auch Eis einen Dampfdruck hat, wird es im Vakuum sublimieren. Die Temperatur kann dabei ohne weiteres auf -50°C sinken. Tatsächlich geht der Siedevorgang bei niedrigen Wassertemperaturen aber praktisch in eine Verdunstung über und findet nur noch an der Oberfläche statt. Das dürfte vor allem an der Oberflächenspannung des Wassers liegen, die für eine Blasenbildung einen gewissen Mindestdruck benötigt. Außerdem wird der hydrostatische Wasserdruck unter der Oberfläche den sehr niedrigen Dampfdruck übersteigen. Bei einer Wassertemperatur von 0°C beträgt der Dampfdruck ca. 6 mbar. Dieser Druck wird schon in ca. 60 mm Wassertiefe überschritten.
Ich weiss im Moment zwar nicht, ab welcher Temperatur die Blasenbildung im Vakuum einsetzt, auf jeden Fall liegt sie aber unter 20°C, denn auch kaltes Wasser siedet sichtbar im Vakuum ( nicht zu verwechseln mit der Entgasung des Wassers, die schon vorher einsetzt ).
Experimentell ist der Frage vermutlich gar nicht beizukommen,
weshalb sie womöglich sinnlos ist, aber interessieren würde es
mich doch.
Warum nicht ? Mit einer guten Vakuumpumpe läßt sich das gesagte sehr schön experimentell bestätigen.
Jörg
Hi Markus,
die Frage läßt sich ganz einfach aus dem Phasendiagramm von Wasser erklären. Der Tripelpunkt von Wasser liegt bei 0°C (marginal darüber) und 6.1 mbar. Unterhalb von diesem Druck liegt Wasser nur noch fest oder gasförmig (abhängig von der Temperatur) vor, bei Drücken > 6.1 mbar kann man alle drei Phasen beobachten. Wenn Du also den Luftdruck auf Wasser bei einer konstanten(!) Temperatur von ~0°C erniedrigst, siedet das Wasser, sobald Du einen Druck von 6.1 mbar erreicht hast. Ist die Temperatur höher, steigt der Dampfdruck entsprechend, d.h. das Wasser siedet bei etwas höherem Druck.
Mehr Infos dazu findest Du unter:
http://www.physik.tu-cottbus.de/users/wulf/thermo00/…
Schönen Sonntag,
Florian
Danke an alle
Hallo
Ihr habt mir sehr geholfen. Das war ne Schülerfrage, die mich leicht aus der Bahn geworfen hat.
Markus