Dampfdruck Rechner


Dampfdruck bei T₁ (z.B. 101.325 kPa = 1.013 bar) Absolute Temperatur in Kelvin Absolute Temperatur in Kelvin Für Wasser bei 100°C: ≈ 40.66 kJ/mol
Was ist Dampfdruck?

Dampfdruck (auch Sättigungsdampfdruck) ist der Druck, den Dampf über einer Flüssigkeit ausübt, wenn ein Phasengleichgewicht besteht.

Wichtige Eigenschaften:

  • Hängt von der Temperatur ab
  • Ist stoffabhängig (unterschiedlich für Wasser, Alkohol, etc.)
  • Nimmt mit steigender Temperatur exponentiell zu
  • Bestimmt den Siedepunkt einer Flüssigkeit

Praktische Bedeutung:

  • Destillation und Verdampfung
  • Druckbehälter und Sicherheitsventile
  • Meteorologie und Wetter
  • Materialwissenschaft und Verfahrenstechnik
Formeln
Clausius-Clapeyron Gleichung:
ln(P₂/P₁) = -ΔHvap/R · (1/T₂ - 1/T₁)
Vereinfacht für P₂:
ln(P₂) = ln(P₁) - (ΔHvap/R) · (1/T₂ - 1/T₁)
Umkehrformel für P₁:
ln(P₁) = ln(P₂) + (ΔHvap/R) · (1/T₂ - 1/T₁)
Universelle Gaskonstante:
R = 8.314 J/(mol·K) = 0.008314 kJ/(mol·K)


Beispiele
Wasser bei 100°C
P₁ = 1.013 bar (Atmosp. Druck)
T₁ = 373.15 K (100°C)
Wasser bei 110°C
T₂ = 383.15 K (110°C)
ΔHvap ≈ 40.66 kJ/mol
Ergebnis: P₂ ≈ 1.433 bar
Ethanol bei Raumtemperatur
T = 298.15 K (25°C)
ΔHvap ≈ 38.56 kJ/mol
P ≈ 0.079 bar
Verdampfung in der Höhe
Höhere Temperaturen für Siedepunkt
z.B. in Hochdrucktöpfen verwendet
Technischer Hintergrund
Clausius-Clapeyron Gleichung

Die Clausius-Clapeyron-Gleichung beschreibt die Abhängigkeit des Gleichgewichtsdampfdrucks von der Temperatur. Sie wird verwendet, um Dampfdrücke bei verschiedenen Temperaturen zu berechnen.

Herleitung

Die Gleichung basiert auf thermodynamischen Prinzipien:

  • Gibbs-Helmholtz-Gleichung
  • Entropieänderung bei Phasenwechsel
  • Energieerhaltung (1. Hauptsatz)
Verdampfungsenthalpie (ΔHvap)

Die Energie, die benötigt wird, um 1 Mol einer Flüssigkeit zu verdampfen:

  • Wasser: 40.66 kJ/mol (bei 100°C)
  • Ethanol: 38.56 kJ/mol (bei 25°C)
  • Aceton: 30.72 kJ/mol (bei 25°C)
  • Benzol: 30.72 kJ/mol (bei 25°C)
Praktische Anwendungen
  • Druckbehälter: Berechnung der Betriebssicherheit
  • Verdampferkühlung: Optimierung von Kühlsystemen
  • Destillation: Trennprozesse in der Industrie
  • Psychrometrie: Luftfeuchte und Taupunkt
  • Meteorologie: Wolkenbildung und Niederschlag
Gültigkeitsbereich

Die Clausius-Clapeyron-Gleichung ist am genauesten:

  • Bei moderaten Drücken (nicht nahe dem kritischen Punkt)
  • Für kleine Temperaturintervalle
  • Wenn ΔHvap näherungsweise konstant ist
Siedepunkt Definition

Der Siedepunkt ist die Temperatur, bei der der Dampfdruck gleich dem Luftdruck ist. Deshalb:

  • Wasser siedet bei 100°C auf Meereshöhe (1.013 bar)
  • Wasser siedet bei 93°C in der Höhe (niedrigerer Luftdruck)
  • Wasser siedet bei 121°C im Druckbehälter (höherer Druck)

Ist diese Seite hilfreich?            
Vielen Dank für Ihr Feedback!

Das tut uns leid

Wie können wir die Seite verbessern?