Verdampfzung

Verdampfzung ist der Prozess, durch den eine Flüssigkeit in den gasförmigen Zustand übergeht. Sie tritt auf, wenn dem System ausreichend thermische Energie zugeführt wird oder der Umgebungsdruck sinkt, so dass der Dampfdruck der Flüssigkeit den äußeren Druck erreicht oder überschreitet. Verdampfzung umfasst zwei Hauptformen: Verdunstung, die an der Oberfläche einer Flüssigkeit bei Temperaturen unter dem Siedepunkt stattfindet; und Sieden, bei dem Blasen im Inneren der Flüssigkeit entstehen und zur Oberfläche aufsteigen.

Verdunstung ist ein alltagstauglicher, oberflächengebundener Prozess, der auch bei Temperaturen deutlich unter dem Siedepunkt stattfindet. Die Geschwindigkeit der Verdunstung hängt von der Temperaturdifferenz zwischen Flüssigkeit und Umgebung, der Oberfläche, dem Luftstrom, der relativen Feuchte und Verunreinigungen ab. Beim Sieden entsteht innerhalb der Flüssigkeit Blasen, die so groß werden, dass sie an die Oberfläche gelangen und der Übergang von Flüssigkeit zu Gas rasch erfolgt.

Aus thermodynamischer Sicht erfordert Verdampfungswärme ΔHvap, die je nach Substanz als Energie pro Mol angegeben wird. Für Wasser liegt sie bei etwa 40,7 kJ/mol. Die Abhängigkeit von Druck und Temperatur wird durch die Clausius-Clapeyron-Gleichung beschrieben, die angibt, wie der Dampfdruck mit der Temperatur zunimmt oder abnimmt.

Praktische Anwendungen der Verdampfzung umfassen Destillation, Trocknung, Kühlung und Dampferzeugung in Kraftwerken; sie ist zentral in vielen chemischen Verfahren sowie in der Natur, wo Verdunstung Teil des Wasserkreislaufs ist.

Beispiele: Wasser siedet bei 1 atm (ca. 101,3 kPa) bei 100 °C; bei niedrigeren Drücken siedet es bei geringeren Temperaturen. Verdampfungsprozesse lassen sich durch Oberflächenvergrößerung oder Temperaturerhöhung beschleunigen.