Dampfphase

Dampfphase bezeichnet in der Thermodynamik den gasförmigen Aggregatzustand des Wassers. Sie tritt auf, wenn Wasser erhitzt wird oder unter bestimmten Druckbedingungen in Gasform übergeht. In der Dampfphase besitzen Wassermoleküle ausreichend kinetische Energie, um Bindungen zwischen Molekülen weitgehend zu überwinden, wodurch der Dampf sich frei ausbreiten kann. Die Dampfphase bildet zusammen mit der flüssigen Phase Wasser und der festen Phase Eis die drei grundsätzlichen Aggregatzustände von Wasser.

Im Phasendiagramm von Wasser trennt eine Sättigungslinie die flüssige und die gasförmige Phase. Bei Normaldruck (etwa 1 atm) siedet Wasser bei 100 °C und bildet dabei Sättigdampf, der im Gleichgewicht mit flüssigem Wasser steht. Über der Sättigungstemperatur spricht man von superheated steam, also Dampf, der erhitzt wurde, aber noch keinen neuen flüssigen Tropfen gebildet hat. Der Übergang zum sogenannten kritischen Punkt erfolgt bei etwa 374 °C und 22,064 MPa; jenseits dieses Punktes gibt es kein scharf abgegrenztes Flüssig-Gas-Gefüge mehr, und es entsteht ein überkritisches Fluid mit Eigenschaften von beidem.

Zu den typischen Eigenschaften gehören spezifisches Volumen, Enthalpie des Verdampfungsprozesses, Wärmekapazität und der Dampfgrad bzw. die Feuchte (Dryness Fraction) in gemischten Phasen. In der Technik werden Dampftafeln verwendet, um Druck, Temperatur, Enthalpie und Entropie sowohl für Sattdampf als auch für Überhitzung zu bestimmen.

Anwendungen der Dampfphase finden sich vor allem in Kraftwerken, Heizsystemen, Dampfturbinen und industriellen Reinigungs- bzw. Sterilisationsprozessen, wo Dampf als Trägerenergie und Medium dient. Der Dampfgrad hat direkten Einfluss auf Effizienz, Materialbelastung und Betriebssicherheit.