3 Versuche zum Aufheizen von Wasser

Präsentation zum Thema: "3 Versuche zum Aufheizen von Wasser"—  Präsentation transkript:

1 3 Versuche zum Aufheizen von Wasser
1) Ein geschlossenes Gefäß mit Wasser/Wasserdampf aber ohne Luft wird langsam erhitzt. Die Erwärmung wird bis über den kritischen Punkt fortgesetzt. Diskutieren Sie, was passiert! Zeichnen Sie den Vorgang ins p,T-Diagramm ein! ● Der Druck über der Flüssigkeit ist gleich dem Dampfdruck, d.h. die Flüssigkeit siedet. Der Dampfdruck ändert sich gemäß der Dampfdruckkurve, der Zustand des Siedens bleibt aber davon unverändert. Die Flüssigkeit siedet daher ständig, aber schwach (es bilden sich nur kleinere Blasen, da diese nicht durch den äußeren Druck zusammengepresst werden und daher sofort aufsteigen.→ Der Druck ist in den Blasen ist stets gleich dem Druck über der Flüssigkeit) ●Die Erscheinung ändert sich auch nicht, wenn die Temperatur 100°C überschreitet. Wenn ausreichend Flüssigkeit verfügbar ist, kann der Vorgang bis über den kritischen Punkt fortgesetzt werden. Dabei nimmt fortlaufend die Dichte der Flüssigkeit ab und die Dichte des Dampfes zu. Am kritischen Punkt sind beide gleich und Flüssigkeit und Gas ununterscheidbar. 200 300 400 500 600 700 T (K) 102 103 104 105 106 107 108 p (Pa) flüssig gasförmig fest Tripelpunkt Normaldruck 760 Torr 273,15 K 273,16 K 4,6 Torr Kritischer Punkt

2 2) Ein geschlossenes Gefäß mit Wasser und mit Luft wird aufgeheizt
2) Ein geschlossenes Gefäß mit Wasser und mit Luft wird aufgeheizt. Was passiert? Zeichnen Sie den Vorgang in das p,T Diagramm ein! ●Von der Luft nimmt der Partialdruck gemäß der Idealgasgleichung zu ● Der Partialdruck des Wasserdampfes wächst entsprechend der Dampfdruckgleichung ●Der Gesamtdruck ist immer größer als der Dampfdruck. Es tritt daher bei keiner Temperatur Sieden auf. ●Am kritischen Punkt ist der Gesamtdruck gleich dem Partialdruck des Wasserdampfes (221bar) und dem Druck der Restluft. 200 300 400 500 600 700 T (K) 102 103 104 105 106 107 108 p (Pa) flüssig gasförmig fest Tripelpunkt Normaldruck 760 Torr 273,15 K 273,16 K 4,6 Torr Kritischer Punkt

3 Ein offenes Gefäß wird langsam erhitzt
Ein offenes Gefäß wird langsam erhitzt. Wann verdunstet das Waser und wann siedet es? ●Spätestens, ab verdunstet das Wasser (Warum? Unter welcher Bedingung würde es bei nicht verdunsten? Was passiert bei Erhöhung der Wassertemperatur in Bezug auf die Druckverhältnisse (Partialdruck, Gesamtdruck?) ● Der Dampf wird ständig abgeführt, so dass sich kein Gleichgewicht zwischen Dampf- und Flüssigkeit bilden kann. ● Der Partialdruck des Wassers in der Luft ist stets geringer als der Sättigungsdampfdruck ● Bei 100°C siedet das Wasser → der gesamte äußere Luftdruck als Summe aller Partialdrücke (incl. dem des Wassers) ist gleich dem Dampfdruck des Wassers bei 100°C. ● Lässt sich dieser Zustand als Punkt auf der Dampfdruckkurve darstellen? Nein, weil der Partialdruck des Wasserdampfes deutlich unter 1 bar liegt. Wäre er 1bar, so wäre der Gesamtdruck der Atmosphäre ca. 2bar. Die Gasphase steht damit nie in einem Gleichgewicht zur Flüssigphase.