Feuchte-Akademie Theorie 3 - Luftfeuchtigkeit und Dampfdruck

Relative Humidity and Vapor Pressure.

Wasserdampf ist eines von mehreren Gasen, aus denen Luft besteht. Wenn beispielsweise der Gesamtdruck eines Systems wie Luft auf Meereshöhe 101,3 kPa (oder 29,9 Zoll Quecksilber) beträgt und diese Luft aus Stickstoff, Sauerstoff, Wasserdampf und anderen Spurengasen besteht, trägt jedes dieser Gase zum Gesamtdruck von 101,3 kPa bei. Der Teil, der Wasserdampf ist, wird als Partialdruck von Wasserdampf bezeichnet. Der Partialdruck von Wasserdampf ist eine Schlüsselmetrik, die als Bestandteil der Formeln gefunden wird, die alle anderen Feuchtigkeitsparameter definieren.

Auswirkung einer Druckänderung

Daltonsches Gesetz:

Nach dem Daltonschen Gesetz ist der Gesamtdruck eines Gasgemisches gleich der Summe der Partialdrücke seiner Komponenten. Das bedeutet, dass der Partialdruck einer Komponente gleich dem Produkt aus dem Gesamtdruck mal dem Molenbruch der Komponente ist.

Daher führt eine Änderung des Gesamtdrucks eines Gasgemischs bei konstanter Zusammensetzung zu einer gleichen Änderung des Partialdrucks jeder Komponente. Beispielsweise führt eine Verdopplung des Gesamtdrucks eines Gasgemischs zu einer Verdopplung des Partialdrucks jeder Komponente. Wenn der Gesamtdruck steigt, erhöht sich der Partialdruck des Wasserdampfes proportional. Dies ist eine wichtige Tatsache, die Sie verstehen müssen, wenn wir die relative Luftfeuchtigkeit und die Taupunkttemperatur definieren. Eine Erhöhung des Drucks in einem geschlossenen System erhöht die relative Luftfeuchtigkeit und die Taupunkttemperatur, bis die Sättigung erreicht ist.

Dampfdruck über einer Flüssigkeit

Da die Moleküle in einer Flüssigkeit näher beieinander liegen als in einem Gas, sind die zwischenmolekularen Kräfte stärker als in einem Gas. Damit eine Flüssigkeit verdampft, müssen die intermolekularen Kräfte durch die kinetische Energie der Moleküle überwunden werden. Wenn sich eine Flüssigkeit in einem geschlossenen Behälter befindet, können die in die Dampfphase eintretenden Teilchen nicht entweichen. In ihrer zufälligen Bewegung stoßen die Teilchen auf die Flüssigkeit und werden von den zwischenmolekularen Kräften wieder eingefangen. Es laufen also zwei Prozesse gleichzeitig ab: Verdampfung und Kondensation. Die Verdampfungsrate steigt mit zunehmender Temperatur. Dies liegt daran, dass ein Temperaturanstieg mit einer Zunahme der kinetischen Energie der Moleküle einhergeht. Gleichzeitig steigt die Kondensationsrate, wenn die Anzahl der Teilchen in der Dampfphase zunimmt: mehr Moleküle treffen auf die Oberfläche der Flüssigkeit.
Wenn diese beiden Prozesse gleich werden, stabilisiert sich die Anzahl der Teilchen und damit der Druck in der Dampfphase.
Der Wert des Gleichgewichtsdampfdrucks hängt von den Anziehungskräften zwischen den Teilchen der Flüssigkeit und von der Temperatur der Flüssigkeit ab. Der Dampfdruck über einer Flüssigkeit steigt mit zunehmender Temperatur.

Sättigung Wasserdampfdruck

Der Dampfdruck von Wasser steigt mit zunehmender Temperatur erheblich an.

DAMPFDRUCK ÜBER EIS

Wenn Wasser gefriert, nehmen die Moleküle eine Struktur ein, die eine möglichst grosse Anzahl an Wasserstoffbrücken zwischen den Molekülen ermöglicht. Da diese Struktur grosse hexagonale Löcher aufweist, ist Eis offener und weniger dicht als flüssiges Wasser. Da Wasserstoffbrücken in Eis stärker sind als in flüssigem Wasser, sind die intermolekularen Anziehungskräfte in Eis am höchsten. Daher ist der Dampfdruck über Eis geringer als der Dampfdruck über flüssigem Wasser.

Erfahren Sie mehr über Luftfeuchtigkeit im folgenden Video: “Relative Feuchtemessung”


Siehe weitere Blogbeiträge:

Theorie 1 - Was ist Luftfeuchtigkeit?
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



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