Verfahrenstechnik für Dummies. Burkhard Lohrengel
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Название: Verfahrenstechnik für Dummies

Автор: Burkhard Lohrengel

Издательство: John Wiley & Sons Limited

Жанр: Техническая литература

Серия:

isbn: 9783527827008

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СКАЧАТЬ alt="p equals 1 dot 10 Superscript 5 Baseline upper P a right-arrow upper T Subscript normal upper S Baseline equals 100 degree normal upper C comma p equals 2 comma 5 dot 10 cubed upper P a right-arrow upper T Subscript normal upper S Baseline equals 23 degree normal upper C period"/>

      Dampfdruck

      Beginnen wir mit einer Definition:

      

Der Druck, der durch Verdampfen beziehungsweise Verdunsten einer Flüssigkeit entsteht, wird als Dampfdruck bezeichnet.

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      Der Dampfdruck für eine Komponente i left-parenthesis p Subscript i Superscript 0 Baseline right-parenthesis lässt sich sehr gut mit der von Antoine vorgeschlagenen Korrelationsbeziehung

      beschreiben. A, B und C sind stoffabhängige Konstanten. In Formel 2.21 müssen Sie den Druck left-parenthesis p Subscript i Superscript 0 Baseline right-parenthesis in bar, die Temperatur ϑ in °C angeben.

      

Für Benzol gilt: upper A equals 4 comma 0306 semicolon upper B equals 1211 comma 033 semicolon upper C equals 220 comma 79 period Zu ermitteln ist der Dampfdruck bei den Temperaturen 6 °C, 20 °C sowie 125 °C! Die Antoine-Gleichung lautet damit für Benzol:

log p Subscript i Superscript 0 Baseline equals 4 comma 0306 minus StartFraction 1211 comma 033 Over theta plus 220 comma 79 EndFraction period

      Einsetzen der Temperaturen führt zu den gewünschten Dampfdrücken:

      6 masculine-ordinal-indicator normal upper C colon p Subscript i Superscript 0 Baseline equals 0 comma 049 b a r comma 20 masculine-ordinal-indicator normal upper C colon p Subscript i Superscript 0 Baseline equals 0 comma 1003 b a r comma 125 masculine-ordinal-indicator normal upper C colon p Subscript i Superscript 0 Baseline equals 3 comma 376 b a r period Sie sehen: der Dampfdruck steigt mit der Temperatur. Dies wird auch aus Abbildung 2.19 deutlich.

      Verdunstung

      Dieser Vorgang wird als Verdunstung bezeichnet. Er kann nur funktionieren, wenn die Luft nicht wassergesättigt ist, also noch Wasser aufnehmen kann, wie schon bei der relativen Feuchte beschrieben. Ist die Luft nicht gesättigt, kann die Luft Wasser bis zur Sättigung aufnehmen.

      Der Verdunstungsvorgang wird gefördert durch (das kennen Sie vom Aufhängen Ihrer Wäsche):

       eine niedrige Luftfeuchtigkeit, im Volksmund also trockene Luft,

       eine starke Luftbewegung über der Flüssigkeitsoberfläche, also möglichst windigem Wetter,

       eine große Oberfläche des Stoffs, aus dem etwas Verdunsten soll (daher hängen Sie Ihre Wäsche möglichst breit auf und schmeißen sie nicht einfach als Klumpen auf die Wäscheleine),

       einen geringen Abstand des verdunstenden Stoffs von der Siedetemperatur (daher trocknet Ihre Wäsche bei warmem Wetter besser als bei kaltem).

      Wie kommt es aber zum Verdunstungsvorgang? Denken Sie an das Teilchenmodell der Flüssigkeit zurück. Die Teilchen in der Flüssigkeit besitzen eine Geschwindigkeitsverteilung, es kommen alle Geschwindigkeiten von sehr niedrigen bis zu sehr hohen Werten vor. Den schnelleren Teilchen gelingt es, trotz der Anziehungskräfte der Nachbarteilchen, die Flüssigkeit zu verlassen. Weht noch ein Luftzug über die Wasseroberfläche, werden die schnellen aus der Flüssigkeit ausgetretenen Teilchen sofort von der Oberfläche entfernt. Es können weitere »schnelle« Teilchen austreten. Auf diese Weise sinkt in der Flüssigkeit die Durchschnittsgeschwindigkeit der hier verbliebenen Teilchen und somit auch die Temperatur der Flüssigkeit. Außerdem wird das Flüssigkeitsvolumen mit der Zeit geringer.

      

Der Mensch ist das einzige Lebewesen, das schwitzt. Durch das Schwitzen wird die Körpertemperatur reguliert. Der Schweiß verdunstet auf der Haut. Damit der Schweiß verdunsten kann, ist Energie erforderlich, die der Haut des Menschen entzogen wird, die Hauttemperatur sinkt. Um die Haut wieder aufzuwärmen, strömt Wärme aus dem Körper zur Haut, die Körpertemperatur des Menschen nimmt dadurch ab. Sportler nutzen dies, indem sie sich Wasser auf die Haut spritzen, auch hier wird die Energie zum Verdunsten der Flüssigkeit vom Körper geliefert, der dadurch abkühlt. Schauen Sie sich einmal Triathleten beim Iron Man auf Hawaii an, dann wissen Sie, wovon ich spreche.

      Sie haben bemerkt, dass die Verdunstung dazu führt, dass sich die verdunstende Flüssigkeit abkühlt. Dieser Vorgang wird als Verdunstungskühlung bezeichnet.

      

In südlichen Ländern werden häufig Getränke in poröse Tonkrüge gefüllt. Die Flüssigkeit verdunstet in geringem Maß durch die Poren des Tonkrugs. Die hierfür notwendige Energie wird der Flüssigkeit СКАЧАТЬ