Читать книгу Verfahrenstechnik für Dummies - Burkhard Lohrengel - Страница 58

Beginnen wir mit einer Definition:

Der Druck, der durch Verdampfen beziehungsweise Verdunsten einer Flüssigkeit entsteht, wird als Dampfdruck bezeichnet.

Der Dampfdruck hängt vom verdampfenden Stoff sowie der Temperatur ab. Abbildung 2.20 zeigt die Zusammenhänge. Ein Behälter mit Flüssigkeit ist bei tiefer Temperatur (T ₁) von einem beweglichen Kolben verschlossen. Es existiert keine Dampfphase, der Dampfdruck (p ⁰) ist null. Wird die Flüssigkeit durch Energiezufuhr auf die höhere Temperatur T ₂ erwärmt, bildet sich über der flüssigen Phase auch eine Dampfphase aus, da einige Moleküle durch die Energiezufuhr eine ausreichend hohe kinetische Energie besitzen, um die intermolekularen Anziehungskräfte in der Flüssigkeit zu überwinden und in die Gasphase überzugehen. Die freigesetzten Moleküle üben einen Druck auf die Gefäßwände aus. Der entstandene Dampfdruck kann gemessen werden. Durch weitere Wärmezufuhr verdampft immer mehr Flüssigkeit, der Flüssigkeitsanteil wird dadurch immer geringer, der Dampfanteil und damit der Dampfdruck steigt an.

Abbildung 2.20 Dampfdruck

Der Dampfdruck für eine Komponente i lässt sich sehr gut mit der von Antoine vorgeschlagenen Korrelationsbeziehung

(2.21)

beschreiben. A, B und C sind stoffabhängige Konstanten. In Formel 2.21 müssen Sie den Druck in bar, die Temperatur ϑ in °C angeben.

Für Benzol gilt: Zu ermitteln ist der Dampfdruck bei den Temperaturen 6 °C, 20 °C sowie 125 °C! Die Antoine-Gleichung lautet damit für Benzol:

Einsetzen der Temperaturen führt zu den gewünschten Dampfdrücken:

Sie sehen: der Dampfdruck steigt mit der Temperatur. Dies wird auch aus Abbildung 2.19 deutlich.