Verdampfungs

Verdampfungsprozess, auch als Verdampfen bezeichnet, beschreibt den Übergang einer Substanz vom flüssigen in den gasförmigen Zustand. Im Gegensatz zum Sieden erfolgt die Verdampfung überwiegend an der Oberfläche einer Flüssigkeit und kann bereits bei Temperaturen unter dem Siedpunkt auftreten. Sie ist eine Phasenänderung bei konstantem Druck, die mit der Aufnahme latenter Wärme verbunden ist.

Mechanisch gesehen gewinnen Moleküle an der Flüssigkeitsoberfläche verlässlich Energie, um der intermolekularen Bindung zu entkommen und als Gas in den Raum zu entweichen. In offenen Systemen steigt die Verdampfungsrate mit zunehmender Temperatur, größerer Oberflächenfläche und besserer Luftzirkulation. In geschlossenen Systemen kann sich Dampf ansammeln und es entsteht ein Gleichgewicht zwischen Verdampfung und Kondensation; die Verdampfungsrate entspricht dann der Kondensationsrate.

Zu den Faktoren, die die Verdampfungsrate beeinflussen, gehören Temperaturunterschiede zur Umgebung, Oberflächenbeschaffenheit, Strömungsgeschwindigkeit, der Dampfdruck der Flüssigkeit und die relative Luftfeuchte. Die chemische Natur der Substanz bestimmt zudem Siedepunkt und Verdampfungswärme ΔHvap, also die Energiemenge pro Mol, die für die Phasenänderung benötigt wird.

Unterschiede zu Sieden: Beim Sieden dominiert die Bildung von Blasen im gesamten Volumen bei oder über dem Siedepunkt; Verdampfung erfolgt überwiegend an der Oberfläche und bereits unterhalb dieses Punktes. Praktische Beispiele sind das Trocknen von Materialien, Verdunstungsvorgänge in der Natur, Distillation und die Freisetzung von Aromen in Kosmetika oder Getränken.

Die Verdampfungswärme ΔHvap kennzeichnet die Energiemenge pro Stoffmenge, die für die Umwandlung benötigt wird. Beispiel: Wasser hat bei 100 °C eine Verdampfungswärme von etwa 40,7 kJ/mol. Der Dampfdruck der Flüssigkeit bestimmt, wie stark Verdampfung bei einer gegebenen Temperatur erfolgt.