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Damit siedende Flüssigkeit verdampft, muss Energie zugeführt werden.
Diese Energie nennt man Verdampfungswärme .
Ein kleinerer Teil dieser Energie wird gebraucht, um das Volumen von VFl
auf VG gegen den äußeren Druck zu vergrößern;
der größere Teil, um Arbeit gegen die Anziehungskräfte der Moleküle
zu leisten und dadurch den mittleren Molekülabstand zu vergrößern.
Beim Verdunsten benötigen Moleküle ebenfalls Energie, um von der Flüssigkeit in den Dampfraum zu gelangen, denn sie müssen Arbeit gegen die Anziehungskräfte der Flüssigkeit leisten. Wenn diese Energie nicht ersetzt wird, kühlt die Flüssigkeit ab (Verdunstungskälte).
Die Verdampfungswärme
pro Mol verdampfter Flüssigkeit bei der Temperatur T kann aus der
Steigung der Sättigungsdampfdruckkurve
und den Volumina der Flüssigkeit
und des Gases
berechnet werden:
Clausius-Clapeyron-Gleichung.
Dieser Zusammenhang gilt auch für andere Zustandsänderungen:
flüssig fest (
ist dann die Schmelzenergie),
gasförmig fest (
ist dann die Sublimationsenergie).
Bei der Herleitung28 der Gleichung betrachtet man einen Carnot-Prozess und bestimmt den Wirkungsgrad.
Experiment: Verdunstungskälte
28 siehe zum Beispiel Demtröder (1998, Kap. 10.4.2, S. 322) oder Gerthsen (1993, Kap. 5.6.1, S. 241f).
© Universität Würzburg, Tilo Hemmert 2000