Sättigungsdampfdruck

Anwendungen und Bedeutung

Der Sättigungsdampfdruck ist ein Maß für den Anteil derjenigen Moleküle oder Atome, die genügend Energie besitzen, die Nah- und Fernordnung (die Kohäsionskräfte und die Oberflächenspannung), zu überwinden und in die gasförmige Phase zu wechseln. Die Wahrscheinlichkeit dafür gibt die Boltzmann-Statistik an. Daher ist die Dampfdruckkurve proportional zum Boltzmann-Faktor:

wobei Q_d die Verdampfungsenergie eines Moleküls oder Atoms ist.

Daraus ergibt sich, dass im Gleichgewichtszustand die Teilchenzahl eines spezifischen Gasvolumens bei höheren Temperaturen größer als bei niedrigeren Temperaturen ist, was auch gleichbedeutend damit ist, dass mit der Temperatur die Teilchendichte ansteigt.

Wichtige Beispiele sind Wasserdampf und Luftfeuchtigkeit. Viele Feuchtemaße werden über Dampfdruck und Sättigungsdampfdruck definiert oder berechnet, besonders im Zusammenhang der relativen Luftfeuchtigkeit, des Sättigungsdefizits und des Taupunkts.

Die mit dem Sättigungsdampfdruck beschriebenen thermodynamischen Eigenschaften sind von größter Bedeutung und finden auch in nahezu allen naturwissenschaftlichen und technischen Disziplinen eine mannigfaltige Verwendung, wobei Wasser hier zwar den wichtigsten Stoff darstellt, diese Anwendungen jedoch auch keineswegs auf Wasser beschränkt bleiben. Besonders bedeutungsvoll sind hierbei die Effekte (siehe unten) einer realen Umgebung auf den theoretisch hergeleiteten Sättigungsdampfdruck, da sich hieraus viele für die Meteorologie aber auch für technische Anwendungen wichtige Erkenntnisse und Anwendungen ableiten. Ein Beispiel für eine Anwendung des Sättigungsdampfdruckes in der Technik ist die Gefriertrocknung, ein weiteres die Druckkochung (siehe Schnellkochtopf). In der Bauphysik wird nach dem Glaser-Verfahren (einem Vergleich von Sattdampfdrücken entsprechend dem Temperaturprofil und den jeweils theoretisch herrschenden Partialdampfdrücken an den Schichtgrenzen des Bauteils) stationär abgeschätzt, ob ein vorgesehenes Bauteil durch ausfallendes Tauwasser gefährdet ist.

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