Verdampfungsprozess

Der Verdampfungsprozess bezeichnet den Übergang einer Flüssigkeit in den gasförmigen Zustand. Er umfasst zwei Hauptformen: Verdunstung, die an der Freifläche der Flüssigkeit stattfindet, und Sieden, das durch Blasenbildung im gesamten Flüssigkeitsvolumen gekennzeichnet ist, wenn der Umgebungsdruck dem Dampfdruck der Flüssigkeit entspricht oder ihn übersteigt.

Bei Verdunstung verlassen Teilchen mit ausreichender kinetischer Energie die Flüssigkeit an der Oberfläche, während Wärme zugeführt werden muss. Die dabei aufgenommene Wärme nennt man Verdampfungs- oder latente Wärme. Für Wasser liegt sie bei ungefähr 40,7 kJ/mol; pro Kilogramm Wasser beträgt sie rund 2250 kJ, abhängig von der Temperatur. Verdampfung kühlt die Flüssigkeit ab, weil Wärme aus dem verbleibenden Flüssigkeitsvolumen entzogen wird.

Wichtige Einflussfaktoren sind die Temperaturdifferenz zwischen Flüssigkeit und Umgebung, die Oberflächenfläche, Luftbewegung und relative Luftfeuchte sowie der Druck. Höhere Oberflächen- und Luftströmung erhöhen die Verdunstungsrate; eine niedrigere Luftfeuchtigkeit in der Umgebung erhöht sie weiter. Der Dampfdruck der Flüssigkeit bestimmt, ob Verdunstung stark oder schwach erfolgt.

Anwendungen finden sich in der Trocknung von Flüssigkeiten, der Verdunstungskühlung von Gebäuden und Prozessen, der Destillation von Lösungsmitteln, der Klimatisierung, der Oberflächenreinigung und in vielen industriellen Trennverfahren. In der Umwelt beeinflussen Verdunstung und der damit verbundene Wasserkreislauf Klima und Ökosysteme.

Abgrenzung: Verdunstung ist eine allmähliche, oberflächenabhängige Form des Verdampfens, die unter dem Siedepunkt stattfindet; Sieden erfordert Aufheizen, bis der Dampfdruck der Flüssigkeit den Umgebungsdruck erreicht.