Dampfdruck einer Flüssigkeit

Der Dampfdruck, der das Sieden und die Kavitation beeinflusst, ist der Druck, den ein Dampf im Gleichgewicht mit seiner Flüssigkeit bei einer bestimmten Temperatur ausübt und gibt die Tendenz von Molekülen an, aus der Flüssigkeitsoberfläche zu entweichen.

In einem geschlossenen, evakuierten Behälter entweichen flüssige Moleküle in den Weltraum und erhöhen den Druck, bis ein Gleichgewicht erreicht ist, bei dem die Rate der entweichenden Moleküle der Rückkehrrate entspricht. Dieser Gleichgewichtsdruck ist der Dampfdruck.

Der Dampfdruck hängt von der Temperatur ab. Mit steigender Temperatur gewinnen die Moleküle an kinetischer Energie, überwinden intermolekulare Kräfte und entweichen leichter in die Dampfphase, was den Dampfdruck erhöht.

Zum Beispiel hat Wasser bei 100 °C einen Dampfdruck von 101,3 kPa, was dem atmosphärischen Druck auf Meereshöhe entspricht, was dazu führt, dass es kocht. In größeren Höhen mit niedrigerem Atmosphärendruck siedet Wasser bei niedrigeren Temperaturen, da sein Dampfdruck schneller dem reduzierten Atmosphärendruck entspricht.

Die Überwachung des Dampfdrucks ist bei der Konstruktion und dem Betrieb von Pumpen und Turbinen von entscheidender Bedeutung, um Kavitation zu verhindern.

Kavitation tritt auf, wenn der lokale Flüssigkeitsdruck unter den Dampfdruck sinkt und Dampfblasen bilden, die heftig kollabieren und die Ausrüstung beschädigen.