Wie verhält sich Luft im Vakuum?

[Der Martin]

Hallo,

»» Du meinst, daß sich das Vakuum sozusagen in Luft auflöst? ;-)

die Formulierung hat mich auch schon amüsiert.

Kannst Du mir helfen den letzten Absatz von da zu deuten?

Was gibt's da zu deuten?

»» Also euin wenig Vakuum reicht aus um Wasser zum sieden und dann zum gefrieren zu bringen.

Das verstehe ich als einfache, vermutlich erstaunte Feststellung.

Aber bedeutet das auch, wenn man das Vakuum erntfernt, dass das Wasser dann tatsächlich 0/100 Grad C aufwies oder sind die gefrorenen Klumpen dann doch nur Zimmertemperatur?

Ist doch auch eine verständliche Fragestellung, oder?

Also nochmal zum Vorgang: Verringert sich der Luftdruck, dann sinkt auch der Siedepunkt von Wasser. Deswegen siedet Wasser ja auch im Gebirge bei deutlich weniger als 100°C. In unserer Vakuumglocke verdampft also schon ein großer Teil des Wassers bei Zimmertemperatur - es erreicht während des Experiments nie die 100°C-Marke! Der noch flüssige Rest kühlt dabei tatsächlich ab, weil dieser Restmenge die Energie entnommen wird, um einen Teil des Wassers in die Gasphase zu bringen (Verdampfungsenthalpie), das Abkühlen geht schließlich so weit, dass der Rest gefriert. Dabei hat der Rest Wasser im Gefäß tatsächlich deutlich unter 0°C; würde man das Experiment langsam genug durchführen, würde sich auch die Luft und der Wasserdampf in der Glocke auf unter 0° abkühlen. Bei genügend niedrigem Druck gibt es einen Zustand, an dem Wasser in fester, flüssiger und gasförmiger Phase gleichzeitig und bei gleicher Temperatur auftreten kann (Tripelpunkt).

Lässt man nun wieder Luft in die Vakuumglocke strömen, kondensiert der unterkühlte Wasserdampf an den Gefäßwänden, bildet vielleicht sogar Reif. Dabei wird Energie frei, die das gesamte System wieder wärmer werden lässt, auch der wieder zunehmende Druck trägt zur Erwärmung bei. Nach einiger Zeit stellt sich wieder der ausgeglichene Zustand ein, bei dem alles Wasser flüssig ist.

So long,
 Martin