Betrachtet man die physikalischen Gesetzmässigkeiten in Bezug auf Wasserdampf in einem feuchten Gas, wird man die Eigenschaften des gemessenen Objekts besser verstehen. Das Verständnis dieser Eigenschaften wird dazu beitragen, präzisere Messungen durchzuführen und bessere Arbeit zu leisten, ganz gleich, ob es sich um den Schutz eines Produkts vor Korrosion oder um die Aufrechterhaltung einer exakt definierten Umgebung für die Lagerung oder Herstellung handelt.
FEUCHTE UND PHYSIKALISCHE GESETZMÄSSIGKEITEN
Abhängigkeit von Druck und Temperatur: Die folgenden Gesetze idealer Gase werden uns dabei helfen zu verstehen, wie sich der Feuchtegehalt in Abhängigkeit von der Umgebung verändert.
Definition:
Standardtemperatur und Druck (STP) werden auf eine Temperatur von 0 °C, 32 °F und einen Druck von 101,3 kPa bei einer Atmosphäre eingestellt.
| Bezeichnung | Definition | Gesetz | Bemerkungen |
|---|---|---|---|
| Boyle’sches Gesetz | Bei konstanter Temperatur ist das Produkt aus Volumen und Druck einer gegebenen Gasmenge eine Konstante. | P x V = konstant | Der Wert der Konstanten hängt davon ab, wie viel Gas sich in dem Volumen befindet. |
| Gesetz von Charles | Bei konstantem Druck ist das Volumen einer gegebenen Gasmenge proportional zur absoluten Temperatur (°K).Oder bei konstantem Volumen ist der Druck einer gegebenen Gasmenge proportional zur absoluten Temperatur (°K). | q ist eine Proportionalitätskonstante, die von der Gasmenge abhängig ist.j ist eine Proportionalitätskonstante, die von der jeweiligen Gasprobe und ihrem Volumen abhängig ist. Um die Temperatur in °C in die absolute Temperatur in °K umzurechnen, wird die Konstante 273,15 addiert. | |
| Dalton’sches Gesetz der Partialdrücke | Der Gesamtdruck eines Gasgemischs ist gleich der Summe der Drücke, die jedes Gas ausüben würde, wenn es allein vorhanden wäre. | Pt = P1+ P2+ P3+... | P1, P2 etc. sind die Partialdrücke der Gase 1, 2 etc. |
| Hypothese von Avogadro | Bei gleicher Temperatur und gleichem Druck enthalten gleiche Gasvolumina die gleiche Anzahl an Molekülen. | Beispiel: Ein Liter eines idealen Gases mit einer Temperatur von 0 °C und einem Druck von 101,3 kPa enthält 2,688 x 1022 Moleküle. | Die Temperatur von 0 °C und der Druck von 101,3 kPa entsprechen den Standardtemperatur- und Druckbedingungen oder STP. |
Definition:
Es wurde experimentell ermittelt, dass die Anzahl an Atomen in 12 Gramm 12C 6,022 x 1023 beträgt. Diese Zahl wird als Avogadro-Zahl bezeichnet.
Volumen eines Mols Gas bei Standardtemperatur und -druck (STP)
Da ein Liter Gas bei STP 2,688 x 1022 Moleküle (oder Atome im Fall eines einatomigen Gases) enthält, folgt daraus, dass ein Mol Gas (6,022 x 1023 Moleküle) bei STP ein Volumen von 22,4 l einnimmt.
| Bezeichnung | Definition | Gesetz | Bemerkungen |
|---|---|---|---|
| Volumen eines Mols Gas bei Standardtemperatur und -druck (STP) | Da ein Liter Gas bei STP 2,688 x 1022 Moleküle (oder Atome im Fall eines einatomigen Gases) enthält, folgt daraus, dass ein Mol Gas (6,022 x 1023 Moleküle) bei STP ein Volumen von 22,4 l einnimmt. | Siehe nachstehende Definitionen für Mol und Avogadro-Zahl. | |
| Allgemeine Gasgleichung. | Das Produkt aus Volumen und Druck einer gegebenen Gasmenge ist proportional zur absoluten Temperatur. | P x V = n x R x T | n ist die Anzahl an Mol im Gas, R ist die molare Gaskonstante. Die Konstante R ist gleich:0,08206 atm x Liter/°K x Mol 8,30928 Pa x m3/K x Mol. |
Definition:
Die Zusammensetzung von einem Mol eines Gasgemischs kann als Stoffmengenanteil seiner Komponenten ausgedrückt werden. Der Stoffmengenanteil einer bestimmten Komponente ist definiert als die Gesamtanzahl an Mol dieser Komponente, dividiert durch die Mol-Gesamtanzahl aller Komponenten. Aus dieser Definition folgt, dass die Summe aller Stoffmengenanteile gleich eins ist. Ein Mol eines beliebigen Elements ist definiert als die Menge dieses Elements, die die gleiche Anzahl an Molekülen (oder Atomen im Fall eines einatomigen Elements) enthält wie exakt 12 g 12C (Kohlenstoff 12).
Beispiel: Trockene Luft auf Meereshöhe
- Stickstoff: Stoffmengenanteil: 0,78084
- Sauerstoff: Stoffmengenanteil: 0,20948
- Kohlendioxid: Stoffmengenanteil: 0,0004
Wenn Pt der Gesamtdruck eines Gasgemischs und n1, n2 etc. die Stoffmengenanteile seiner Komponenten sind, folgt daraus, dass:
Pt= Pt x (n1+ n2 + ...) und
Pt= Pt x n1+ Pt x n2 + ...
wobei Pt x n1, Pt x n2, etc. die Partialdrücke der Komponenten 1, 2 etc. sind.
Die vorstehende Gleichung ist eine andere Form des Dalton‘schen Gesetzes.
Erfahren Sie mehr über Luftfeuchtigkeit im folgenden Video: “Relative Feuchtemessung erklärt”
Siehe weitere Blogbeiträge:
Theorie 2 - Relative Luftfeuchtigkeit, Druck und Temperatur
Theorie 3 - Luftfeuchtigkeit und Dampfdruck
Theorie 4 - Definitionen der Luftfeuchtigkeit: Dampfkonzentration
Theorie 5 - Einfluss von Temperatur und Druck auf % rh
Theorie 6 - Feuchte-Akademie Theorie 6 - Der kapazitive Sensor
Theorie 7 - Feuchte Akademie Theorie 7 - Die Wet Bulb/Dry Bulb Technologie
Theorie 8 - Feuchte-Akademie Theorie 8 - Taupunktspiegel und Aluminium-Oxid-Technologie
Feuchte-Akademie Theorie 9 - Auswahl der richtigen Feuchtemesstechnik