Also, ich bleibe weitgehend bei meinen Angaben, habe aber
etwas bessere Zahlenwerte gefunden:
http://www.hcrs.at/BILDER/VAC2.GIF
Bei 10 mbar ist der Siedepunkt bei ca 9°C (und damit unter den
20°C Umgebungstemperatur). Das Wasser wird also sieden.
Soweit sind wir einig.
Es ist
allerdings tatsächlich so, dass man die 10 mbar nie erreichen
kann, da der austretende Wasserdampf dafür sorgt, dass der
Druck nicht unter 23,3 mbar fällt.
Das ist falsch. Beim Druckabsenken passiert zunächst nichts (vergessen wir die Partialdruckänderungen). Werden aber 0,025 bar erreicht, fängt das 20grädige Wasser an zu sieden. Der Siedevorgang entzieht dem Wasser Wärme, es kühlt ab - das Wasser höhrt auf zu Sieden - die Absaugung senkt den Druck weiter ab - wieder wird die Siedetempratur erreicht, Ausdampfen, Wärmeentzug, Wasserabkühlung usw. Was hier als stufenförmiger Prozess beschrieben ist, passiert in Wirklichkeit kontinuierlich. Bei 0,01 bar soll die Absaugung gedrosselt und der Druck konstant gehalten werden, dabei hat das Wasser genau wieder die zugehörige Siedetemperatur erreicht und es verdampft gerade nichts mehr, es stellt sich ein Gleichgewichtszustand ein. Bisher ist es ziemlich belanglos, ob der Vorgang langsam oder schnell geht. Nun aber, dringt von Aussen Wärme ein, aus der Umgebung oder über eine Heizung: diese hebt die Wassertemperatur über den Siedepunkt an, der Siedevorgang beginnt von neuem, und
a) Würde nicht mehr abgesaugt werden, steigt der Druck im Gefäß. Da aber durch den Siedevorgang dem Wasser wieder Wärme entzogen wird, fällt die Wassertemperatur und das Sieden hört wieder auf: ein neuer Gleichgewichtszustand bei höherem Druck wird ereicht.
b)Wird dagegen weiter abgesaugt wird der entstandene Dampf wieder entfernt, der Druck bleibt konstant, das Wasser kühlt sich ab und die Dampfbildung hört auf.
Durch die Absaugung erreiche ich also nach einer Dampfbildungsphase immer einen niedrigeren Druck bei absinkender Wassertemperatur. Schalte ich dann die Absaugung ab und der Behälter ist absolut druck- und wärmedicht, bleibt der Unterdruck unverändert. Will man den Druck in diesem hermetisch geschlossenen System erhöhen, muß man Wärme von Aussen zuführen, damit die Wassertemp. über den Siedepunkt steigt und wieder Dampfbildung einsetzt; je mehr Wärme ich zuführe, desto höher der sich ergebende Druck.
Ich gehe von folgenden Bedingungen aus:
Evakuieren erfolgt sehr langsam.
Vorgang findet isotherm statt (d.h. Gefäß ist nicht
wärmeisoliert).
Das entspricht nicht der Aufgabenstellung, gefragt war schnelle Druckabsenkung, keine Zufuhr von Umgebungswärme.
Gefäßgröße >= 1,1 l
Die spielt für die Vorgänge keine Rolle.
Wolfgang D.
