Dampfdruck - Wasser siedet bei Unterdruck früher!?

Zur Zeit mache ich ein Seminar zu Schülergruppen- und Demoepxerimenten im Physikunterricht. Nun sollen wir heute einen Versuch zum Dampfdruck von Wasser machen. Als ich gestern das Protokoll für den letzten Versucht (Schmelzpunkt von Eis bei Salzzugabe) geschrieben habe, hatte ich schon meine Probleme mit der Theorie.

Jetzt habe ich zu dem neuen Versuch lediglich eine einzige Anleitung gefunden und diese eben ohne Theorieteil. Weiß jemand wieso genau Wasser bei niedrigerem Druck siedet? Es muss meiner Meinung nach etwas damit zu tun haben, dass es sich um endo- oder exotherme Reaktionen handelt. Den Teil hab ich aber auch schon nicht wirklich verstanden. Wäre echt super, wenn mir jemand helfen könnte. Mein gestriger "Google-Erfolg" hat mich nicht weiter gebracht.

Bin nicht sicher ob das als endo-/exotherme Reaktion betrachtet werden kann. Eigentlich geht es hier um die Thermodynamik. In flüssigem Wasser sind die Moleküle sehr dicht zusammengepackt, in Dampfform haben die Moleküle jeweils einen sehr weiten Abstand und bewegen sich schneller (siehe Brown'sche Teilchenbewegung) Druck und Temperatur sind eigentlich bei solchen Phasenübergängen immer miteinander verbunden.

Flüssig werden die Moleküle durch den Druck zusammengehalten, bei niedrigerem Umgebungsdruck können diese sich eben leichter "befreien" und schaffen den Phasenübergang in die Dampfphase, angenommen die Temperatur und damit die Teilchenbewegung ist gleich.

Mit endo- oder exothermen Reaktionen hat das nichts zu tun. Wasser reagiert nicht mit dem Salz, das Salz dissoziiert nur darin (es zerfällt in seine Ionen).


Das Sieden einer Flüssigkeit bedeutet, dass sie ihren Aggregatzustand von Flüssig in Gasförmig ändert (genannt Phasenübergang). Ich denke, das ist soweit jedem klar. Dies passiert (bei Wasser) unter Einwirkung von Hitze. Nun wirken in so einem System von siedender Flüssigkeit und dem die Flüssigkeit umgebenden Raum zwei "Kräfte" gegeneinander. Zum Einen ist dies der Dampfdruck der Flüssigkeit, der sich durch das Sieden einstellt. Zum Anderen ist es der Gegendruck der von der Umgebgung auf die Flüssigkeit wirkt. Das ist zum Beispiel die Luft über dem Kochtopf mit Wasser.

Auf unserem Niveau, also ungefähr auf Meereshöhe, liegt der Luftdruck bei etwa einem Bar. Diesen Gegendruck erreicht Wasser bei etwa 100 Grad Celsius, die Wassermoleküle können sich also freier bewegen und Wasser wird zu Gas, bzw. Wasserdampf.

Steigt man auf einen sehr hohen Berg liegt der dortige Luftdruck nur noch bei 0,7 bar. Der Dampfdruck von Wasser muss also niedriger sein als auf Meereshöhe, damit der Phasenübergang erfolgen kann. 0,7 bar Dampfdruck sind natürlich früher erreicht als 1 bar, also siedet das Wasser auf der Zugspitze nicht bei 100 Grad sondern schon früher.

Vielleicht hat das ganze nichts mit dem Dampfdruck zu tun. Denn deine Erklärung liefert ja keine Antwort darauf, warum das Wasser nach Zugabe von Salz einen niedrigeren Gefrierpunkt hat. Das Protokoll ist längst abgegeben und auch akzeptiert von der Erklärung her. Wobei ich nicht mehr so genau weiß, was ich geschrieben habe. Sollte ich mir dringend nochmal anschauen.

musicality hat geschrieben:Vielleicht hat das ganze nichts mit dem Dampfdruck zu tun. Denn deine Erklärung liefert ja keine Antwort darauf, warum das Wasser nach Zugabe von Salz einen niedrigeren Gefrierpunkt hat. Das Protokoll ist längst abgegeben und auch akzeptiert von der Erklärung her. Wobei ich nicht mehr so genau weiß, was ich geschrieben habe. Sollte ich mir dringend nochmal anschauen.