Was ist Dampfdruck?
Per Definition ist Dampfdruck die Menge an Druck in einem Dampf oder Gas, wenn sich die Substanz in einem Gleichgewichtszustand befindet. Mit anderen Worten, wenn sich eine Flüssigkeit oder ein Feststoff in einem geschlossenen Behälter befindet und einige Moleküle verdampfen, während andere in den flüssigen oder festen Zustand zurückkehren, bezieht sich der Druck, der in diesem Behälter gemessen werden kann, auf den Dampf. Der Dampfdruck wird in Atmosphären (atm) ausgedrückt und kann durch Temperaturänderungen, Behältergröße und molekulare Bindungsstärke beeinflusst werden.
Wenn sich Wasser in Dampf umwandelt und der Dampf in einem Behälter eingeschlossen ist, steigt der Wasserdampfdruck an, bis er einen Gleichgewichtspunkt erreicht. Zu diesem Zeitpunkt ist die Verdampfungsrate gleich der Kondensationsrate. Mit anderen Worten, wenn Dampf in einem geschlossenen Bereich eingefangen wird, führt der Temperaturanstieg, der sich aus einem Anstieg des Dampfes ergibt, zu Kondensation im Inneren des Behälters. Die Wassermoleküle sind in den Behälterwänden eingeschlossen und können nicht entweichen. Infolgedessen beginnen die Moleküle zu kollidieren und sich zu verbinden und kehren in einen flüssigen Zustand zurück.
Mit steigender Temperatur steigt auch die Verdunstungsrate. Die Moleküle werden weiter verdampfen, bis der Gleichgewichtspunkt erreicht ist. Der Gleichgewichtspunkt wird auch als Sättigungsdampfdruck bezeichnet, da der Dampf vollständig gesättigt ist. Der Kondensationsprozess beginnt, sobald der Gleichgewichtspunkt erreicht ist.
Die Größe des Behälters, in dem der Dampf enthalten ist, wirkt sich auch auf Druckänderungen aus. Je mehr Dampf sich in einem umschlossenen Bereich befindet, desto mehr Druck herrscht in demselben Bereich. Stellen Sie sich zur Veranschaulichung eine wachsende Menschenmenge vor, die sich in einem kleinen Raum aufhält. Wenn mehr Personen den Raum betreten, rücken die Personen näher zusammen, da sich die Raumgröße nicht ändert. Im Fall von Dampf nimmt der Dampfdruck zu, je mehr Moleküle in einen Behälter gelangen, je näher die Moleküle zusammenrücken.
Zusätzlich zu Temperaturänderungen und Raumverengungen kann die Art der Bindungen in der Molekülstruktur bestimmen, ob der Dampfdruck relativ hoch oder niedrig sein wird. Grundsätzlich ist die Kondensationsgeschwindigkeit umso höher, je leichter sich die Bindungen bilden, und somit tritt der Gleichgewichtspunkt relativ schnell ein. Wenn der Gleichgewichtszustand schnell erreicht ist, ist der Dampfdruck relativ niedrig. Wenn die Bindungen schwach sind, bindet das Molekül alternativ langsam. Es dauert länger, bis die Verdampfungsrate der Kondensationsrate entspricht und das Molekül einen hohen Dampfdruck aufweist.