Springen naar inhoud

Water onder hoge druk


  • Log in om te kunnen reageren

#1


  • Gast

Geplaatst op 23 oktober 2003 - 17:32

Iedereen weet denk ik hier wel, dat wanneer men de druk opvoert, water gaat koken bij een hogere druk.
Nu vraag ik me af hoe dat zit met het verdampen; zou het niet zo kunnen zijn dat water bij een hoge druk minder verdamping met zich meebrengt, dan kokend water bij 1 atmosfeer. Het is wel namelijk zo dat je specifiek volume en dus je dichtheid niet evenredig met de druk stijgen: dus bijvoorbeeld bij 1 bar is je dampdichteid (zeg maar even iets om een voorbeeld te geven) 0,500 kg/m^3, terwijl die bijvoorbeeld bij 10 bar 4 kg/m^3 is.
Ik zelf zou zeggen dat je dichtheid bij 10 bar ook 10 keer zo groot zou zijn, maar dit is dus niet het geval.
Hierdoor mijn vraag: zal er omdat de dampdichtheid niet 10 keer zo groot word bij 10 bar in vergelijking met 1 bar er ook minder water verdampen bij een hogere druk??

Groetjes Robert

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

DePurpereWolf

    DePurpereWolf


  • >5k berichten
  • 9240 berichten
  • VIP

Geplaatst op 24 oktober 2003 - 17:05

Als er een hogere druk is, wordt het verdampen van de vloeistof tegen gewerkt. Gas heeft namelijk een groter volume dan vloeistof.

Als je een vacuumkamer hebt (een glazen bol) dan zou je die kunnen vacuum zuigen. Dus dan gaat de druk daarin achteruit. Als je er nu een glas water in zet zul je zien dat het water gaat koken bij een bepaalde lage druk.

#3


  • Gast

Geplaatst op 26 oktober 2003 - 11:22

Ik vraag me af dat je dat zo kunt verklaren: gas heeft toch altijd een groter volume als een vloeistof en dat is toch onafhankelijk van de druk?? Zijn er niet concretere bewijzen te vinden?

#4


  • Gast

Geplaatst op 28 oktober 2003 - 10:14

Ik weet niet of het bewijs hieruit volgt dat er werkelijk minder water verdampt bij een hogere druk in vergelijking met een lagere druk, maar kijk maar eens naar het volgende en hierop graag jullie mening:

Bij 1 bar is je speciefiek dampvolume 1,694 m^3/kg, dus je dichtheid (dichtheid = 1 / specifiek volume) -> 1/1,694 = 0,59 kg/m^3

Bij bijv 10 bar is je speciefiek dampvolume 0,1943 m^3/kg, dus je dichtheid 1/0,1943 = 5,15 kg/m^3

Ik zelf zou verwachten dat de dichtheid bij 10 bar gewoon 10 keer zo groot is als bij 1 bar en dus 5,90 kg/m^3 zou zijn, maar dit is niet het geval.

Mijn vraag, hoe komt dit?

Is het verschil nog gewoon vloeibaar water dat aan het koken is en dat gewoon niet verdampt?

Zijn er andere verklaringen voor?

Graag jullie mening hierover

#5

Elmo

    Elmo


  • >1k berichten
  • 3437 berichten
  • VIP

Geplaatst op 28 oktober 2003 - 14:06

Robber, dit is een leuke en ook wel diepe vraag. Ik ben er nog niet helemaal uit, maar ik denk dat hij op 2 manieren te beantwoorden is.

1) De hogere druk zal uitsluitend invloed hebben op het water in de gasfase (aangezien water bij dit soort drukken niet significant samendrukbaar is). Hier zou je dus geen effect verwachten van de druk op de (genormeerde) dichtheid.
Echter, doordat de druk omhoog gaat, gaat ook het kookpunt van het water omhoog. Hierdoor zal het evenwicht tussen gas en vloeistof verschuiven in de richting van de vloeistof. Het netto-resultaat is dan dus dat er minder gas per drukeenheid zal zijn waardoor de dichtheid van het gas omlaag gaat.

2) [speculatief] Ik denk dat je dit ook kan zeggen in termen van verschil in vrije enthalpie. Hoe hoger de druk -> hoe minder snel de toename in G. Op de een of andere manier is dit waarschijnlijk te combineren met dG = V dp - S dT, maar daar denk ik nog even over na. Als ik er niet snel uitkom laat ik het wel zitten, want ik heb ook nog een baan... :wink:

Waarschijnlijk zou, in de limiet van heel hoge druk, de dichtheid per volume-eenheid naar 0 convergeren. In de praktijk gebeurt dit natuurlijk niet omdat je op een gegeven momen een faseovergang naar een vaste stof zal krijgen.

-Freek.

#6


  • Gast

Geplaatst op 28 oktober 2003 - 15:37

Freek, ik vind het mooi dat je er zo diep over nagedacht hebt, maar ik ben ook maar een tweedejaars studentje Werktuigbouwkunde en vind sommige dingen van je verhaal moeilijk te begrijpen, namelijk dat het evenwicht tussen gas en vloeistof verschuiven in de richting van de vloeistof en er daardoor een kleinere gasdichtheid ontstaat.
En dat van dat dG = V dp - S dT heb ik ook nog niet gehad met thermodynamica, dus misschien als je zin hebt het aub een beetje duidelijker uitleggen voor deze leek :shock:

Maar is er nu gewoonweg te concluderen dat er door de (naar verhouding) kleinere gasdichtheid (het verdampte water in de lucht toch?) bij een hoge druk t.o.v. de gasdichtheid van een lage druk er bij kokend water minder water zal verdampen bij een hoge druk?

#7

Elmo

    Elmo


  • >1k berichten
  • 3437 berichten
  • VIP

Geplaatst op 28 oktober 2003 - 16:50

Dat verhaal over de vrije enthalpie moet je maar vergeten, ik kom daar zelf ook zo snel niet uit. Ik denk dat je het het makkelijkste als volgt kan zeggen (volgens mij is dit ook wat jij ongeveer bedoeld).

Bij hogere druk, verschuift het kookpunt naar hogere temperatuur (snelkookpan-effect). Aangezien je in het experiment de temperatuur constant laat en alleen de druk veranderd, betekend dit dus dat je bij hogere druk steeds verder onder het kookpunt, behorende bij die druk, komt te zitten. Hierdoor verdampt er er (relatief, t.o.v. de druk) minder gas. Daardoor gaat de relatieve gasdichtheid omlaag.

Hopelijk begrijp je een beetje wat ik bedoel.

-Freek.

#8


  • Gast

Geplaatst op 28 oktober 2003 - 17:53

Jah, ik snap helemaal wat je bedoeld, maar volgens mij begrijp je mijn voorstelling jammergenoeg niet:

In mijn voorstelling heb ik een drukvat met water. Ik breng hier de druk tot 10 bar ofzo en ga het water dan verwarmen door middel van een vlam. (misschien dat door compressie lucht water al begint te koken door de grote temperatuursstijging?) Het water zal bij 10 bar bij ongeveer 180 Graden Celcius koken. (dus ik hou de temperatuur niet constant zoals Freek denk ik dacht). De druk gaat door de damp weer omhoog, maar verlaat het drukvat middels een overdrukventiel (snelkookpan effect). Nu laat ik het water bijvoorbeeld 5 min koken.

Anderzijds heb ik in mijn gedachte gewoon een pan met water met eenzelfde volume. Hierop heerst gewoon de atmosferische druk en zal het water gaan koken bij 100 Graden Celcius. Ook dit laten we 5 min koken.

Zou er net zoveel water verdampen bij beide experimenten of niet?

(PS die specifieke dampvolumes en dus ook dampdichtheden, vonden plaats bij de verdampingstemperatuur, dus het kookpunt en niet wat Freek denk ik dacht bij 100 graden Celsius)

#9

DePurpereWolf

    DePurpereWolf


  • >5k berichten
  • 9240 berichten
  • VIP

Geplaatst op 28 oktober 2003 - 19:21

Nou zou ik toch wel graag willen weten bij welke overdruk dat ventiel werkt, als je dat weet, kan je het wel oplossen. Dan heb je namelijk een constante druk. (anders werkt het drukverntiel niet). Als je die constante druk weet, en je weet de temperatuur van het water weet je hoeveel water in waterdamp overgaat.
Bij 100 graden en 0.1 MPa gaat al het water over in water damp, als je maar lang genoeg wacht.

Je haalt de gegevens van de 'steam tables'. (een lelijk amerikaans woord wat nergens op slaat) En uit die formule van enthalpie. Ik heb nou even mn boek niet hier, maar ik kom er nog wel op terug.

Groenten

#10


  • Gast

Geplaatst op 28 oktober 2003 - 19:39

Ok, stel je voor een overdruk van 9 bar, dus een absolute druk van 10 bar?

Ik ben benieuwd......

#11


  • Gast

Geplaatst op 03 september 2004 - 19:59

hoi ik las over de vraag over het kook punt van water bij verschillende drukken
ik heb de volgende formule

y = 31,154x + 69,294
y is het kookpunt x de druk in bar

De wet dat de wanneer de druk 5* zo hoog is de temperatuur 5* zo hoog zou moeten zijn gaat alleen op bij de ideale gas wet PV=nrT
waar bij P is de druk in pascal V volume n aantal mol r ongeveer 8,3 T in kelvin

#12


  • Gast

Geplaatst op 03 september 2004 - 20:39

sorry

y = 30,36x + 69,294
is wel goed





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures