In einem geschlossenen System mit Flüssigkeit und Dampf wird so lange verdampft, bis so viele Moleküle in die Flüssigkeit zurückkehren, wie aus ihr entweichen. Zu diesem Zeitpunkt gilt der Dampf im System als gesättigt, da er keine Moleküle mehr aus der Flüssigkeit aufnehmen kann. Der Sättigungsdruck misst den Druck des Dampfes an dem Punkt, an dem die Verdampfung die Anzahl der Moleküle im Dampf nicht erhöhen kann. Der Sättigungsdruck steigt mit steigender Temperatur, da mehr Moleküle aus der Flüssigkeit entweichen. Sieden tritt auf, wenn der Sättigungsdruck gleich oder größer als der Atmosphärendruck ist.
Nehmen Sie die Temperatur des Systems, für das Sie den Sättigungsdruck bestimmen möchten. Notieren Sie die Temperatur in Grad Celsius. Addieren Sie 273 zu den Grad Celsius, um die Temperatur in Kelvin umzurechnen.
Berechnen Sie den Sättigungsdruck mit der Clausius-Clapeyron-Gleichung. Gemäß der Gleichung ist der natürliche Logarithmus des Sättigungsdrucks geteilt durch 6,11 gleich dem Produkt des Ergebnisses der Division der latenten Wärme von Verdampfung durch die Gaskonstante für feuchte Luft multipliziert mit der Differenz zwischen eins geteilt durch die Temperatur in Kelvin subtrahiert von eins geteilt durch 273.
Teilen Sie 2,453 × 10^6 J/kg – die latente Verdampfungswärme – durch 461 J/kg – die Gaskonstante für feuchte Luft. Multiplizieren Sie das Ergebnis, 5.321,0412, mit der Differenz zwischen eins geteilt durch die Temperatur in Kelvin subtrahiert von eins geteilt durch 273.
Lösen Sie den natürlichen Logarithmus, indem Sie beide Seiten der Gleichung als Potenzen von e anheben. Der natürliche Logarithmus des Sättigungsdrucks geteilt durch 6,11, erhöht als Potenz von e, ist gleich dem Sättigungsdruck geteilt durch 6,11. Berechnen Sie e – eine Konstante, die 2,71828183 entspricht – potenziert mit dem Produkt aus dem vorherigen Schritt. Multiplizieren Sie den Wert von erhöhtem e mit 6,11, um nach dem Sättigungsdruck aufzulösen.