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Spezifische Verdampfungswärme berechnen

Hier können Sie die spezifische Verdampfungswärme berechnen lassen. Geben sie dazu unten einfach nur die Verdampfungswärme in Kj sowie die Masse in Kg an.

Verdampfungswärme [kJ]  
Masse [kg]  

Die Wärme, die benötigt wird, um Flüssigkeit unter Normaldruck zu verdampfen, wird spezifische Verdampfungswärme genannt. Als spezifische Verdampfungswärme wird die Wärmemenge bezeichnet, welche benötigt wird, um eine spezifische Flüssigkeitsmenge vom flüssigen Zustand in den gasförmigen Aggregatzustand zu bringen, ohne dass die Temperatur dabei verändert wird.

Auf den Wert der Masse bezogen


In der Physik wird die Berechnung der Verdampfungswärme meist auf die Masse bezogen und wird in Joule pro Kilogramm (J/kg) berechnet. Geht ein Stoff vom flüssigen in den gasförmigen Zustand über, so wird dies als Verdampfung bezeichnet. Wird zum Beispiel Wasser im flüssigen Zustand stark erhitzt, so wird es zu Wasserdampf. Im Falle, dass der Wasserdampf wieder zu flüssigem Wasser wird, spricht man hingegen von Kondensieren. Wenn Flüssigkeiten verdampfen, wird dies auch oftmals als Sieden bezeichnet. Während des Siedens bleibt der Zustand der Temperatur der Flüssigkeit konstant und die zugeführte Wärme wird für den Aggregratzustandswechsel verwendet.

Formel zur Berechnung der spezifischen Verdampfungswärme

Unter der Bedingung, dass der Druck konstant bleibt, gilt bei der Berechnung der spezifischen Verdampfungswärme die Formel QV ist gleich qv mal m. Dabei steht QV für die Verdampfungswärme in Joule (J), qv für die spezifische Verdampfungswärme des Stoffes in Joule pro Kilogramm (J/kg) und m für die Masse in Kilogramm (kg).

Von flüssig zu gasförmig


Um einen Übergang vom flüssigen in den gasförmigen Aggregatzustand eines Stoffes herbeizuführen, wird Energie benötigt, auch dann, wenn sich die Flüssigkeit bereits am Siedepunkt befindet. Diese Abtrennarbeit dient dazu, die Anziehungskräfte der Flüssigkeitsteilchen zu überwinden. Die aufgewandte Energie geht dabei nicht verloren, sondern wird zum Teil der enthaltenen Energie (U). Die Abtrennarbeit ist bei verflüssigten Edelgasen am geringsten, da nur die Van der Waal-Kräfte überwunden werden müssen. Bezüglich anderer Flüssigkeiten kommt die Wasserstoffbrückenbildung hinzu. Sehr stark ist die Verdampfungswärme bei Metallen und am höchsten bei Salzen auf Grund der sehr starken Ionenbildung. Mittels des Rechners kann die spezifische Verdampfungswärme innerhalb weniger Augenblicke ganz einfach berechnet werden.

Nutzung des Rechners in den einzelnen Schritten

In das erste Kästchen wird zunächst der Wert der Verdampfungswärme in kJ eingetragen. In das zweite Kästchen wird dann der Wert der Masse in Kilogramm (kg) eingegeben. Der Wert der spezifischen Verdampfungswärme zählt in unterschiedlichen Bereichen der Physik zu den wesentlichen Kennwerten. Dieser Wert kann mithilfe des Rechners innerhalb kurzer Zeit ganz unkompliziert ermittelt werden. In etlichen Bereichen der Naturwissenschaften, sowie im Ingenieurswesen und bei der Produktion ist der Wert der spezifischen Verdampfungswärme wesentlich und essenziell.



Interessante Fragen und Antworten zu Spezifische Verdampfungswärme berechnen

Wie rechnet man die spezifische Verdampfungswärme aus? Also welche Formel benutzt man?

Die Formel für die spezifische Verdampfungswärme lautet:

r=Q/m

r hat dabei bei Einheit kJ/kg und gibt die Wärmemenge an, die benötigt wird um ein kg einer Flüssigkeit durch Verdampfung in die gasförmige Phase zu überführen.

Q steht für die zugeführte Wärmemenge in kJ.

m ist die Masse der betrachteten Substanz in kg.

Um die spezifische Verdämpfungswärme eines bestimmten Stoffes zu ermittelt, wird vom Moment des Siedens an die zugeführte Wärmemenge (Q) gemessen, solange bis der Stoff vollständig verdampft ist. Diese experimentell ermittelte Wärmemenge wird anschließend durch die Masse geteilt, die verdampft wurde. Der Wert, der sich aus diesen Experimenten ergibt, ist spezifisch für die jeweilige Substanz, die verdampft wird. Für Wasser beträgt die spezifische Verdampfungswärme beispielsweise 2256 kJ/kg. Die Werte für die verschiedenste Substanzen lassen sich in der Literatur nachschlagen und können als Rechengrundlage dienen, wenn man die Wärmemenge errechnen möchte, die zur Verdampfung einer bestimmten Menge einer Flüssigkeit vonnöten ist.

Sollen zum Beispiel 5 kg Wasser vollständig verdampft werden, so ergibt sich folgender Rechenweg:

2256 kJ/kg = Q / 5 kg

Die Formel wird nun nach Q umgestellt, indem man 5 kg multipliziert (*5kg)

2256 kJ/kg * 5 kg = Q

Auf der rechten Seite steht nun die Einheit kJ/kg, welche mit der Einheit kg multipliziert wird, entsprechend kürzt sich die Masseneinheit kg weg und es bleibt allein kJ stehen, ansonsten werden die beiden Zahlenwerte miteinander multipliziert.

11280 kJ = Q

Es werden also insgesamt 11280 kJ Wärmeenergie benötigt, um die 5 kg Wasser vollständig zu verdampfen. Wer die physikalische Einheit kJ in die technische Einheit kWh umrechnen möchte, müsste diesen Wert nun durch 3600 dividieren (1 kWh = 3600 kJ) und würde für Q einen Wert von:

Q = 3,13 kWh

erhalten.
 

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