Überwärmung

Überwärmung bezeichnet in der Thermodynamik einen metastabilen Zustand einer Flüssigkeit, bei dem diese über ihren Siedepunkt hinaus erhitzt wird, ohne dass Dampfblasen entstehen. Der Siedepunkt hängt vom Druck ab; bei konstantem Druck kann eine Flüssigkeit über diesen Punkt hinaus erhitzt bleiben, solange keine Nukleationszentren oder Störungen vorhanden sind. Erst eine Störung oder der Zufluss eines Nukleationskerns kann das Sieden auslösen, das oft abrupt und heftig erfolgt.

Typische Bedingungen, die Überwärmung begünstigen, sind hohe Reinheit der Flüssigkeit, glatte Gefäßoberflächen, ruhige Umgebungsbedingungen und langsames, gleichmäßiges Erhitzen. Mikrowellenheizungen zeigen das Phänomen besonders gut, wenn Wasser in stark glatten, ungestörten Behältern erhitzt wird; hier können Temperatur und Druck über längere Zeit über dem normalen Siedepunkt liegen, bis eine Störung das Sieden verursacht.

Risiken und Folgen bestehen in plötzlicher, heftiger Dampferzeugung und Spritzgefahr, was zu Verbrühungen oder Beschädigungen von Gefäßen führen kann. In industriellen Prozessen kann überwärmtes Medium zu unerwarteten Druckanstiegen, Leckagen oder Ausfällen von Anlagen führen, wenn das System nicht fachgerecht gesteuert wird.

Vermeidung erfolgt durch Einführung von Nukleationszentren (zum Beispiel durch unsaubere Oberflächen, Reibung oder das Hinzufügen von Substanzen), stetiges Rühren bzw. Aufbrechen von Stagnation, kontrolliertes Erhitzen und die Nutzung von Temperatur- bzw. Druckmessungen. Verwechselungen mit dem normal stattfindenden Sieden sollten vermieden werden, besonders in sicherheitsrelevanten Anwendungen und beim Kochen.