Dauwpunt van (vries)lucht onder 0°C

[Bruijn]

Hierbij een vraag over het dauwpunt van lucht, dit is een praktijkvraagstuk over de theorie (géén schoolvraag).
 
Lucht heeft een  bepaalde maximale waterdampspanning, Ps en is afhankelijk van de temperatuur. Beneden 0°C loopt de curve voor ijs lager dan de curve voor (onderkoeld) water.
 
Stel we hebben lucht van 10°C en 10% RV. Ps voor is dan 1228,4 Pa en Pd is 122,84 Pa. Echter het dauw- of ijspunt ligt lager dan 0°C. In alle theorie wordt gemeld dat “de verzadigde dampspanning boven ijs lager is dan boven water, omdat er uit ijs minder moeilijker water verdampt”.
 
Het dauwpunt is de temperatuur waarbij de Pd in feite de verzadigingsdruk gaat worden. Gebruik ik dan de formules voor de Ps > 0°C of Ps < 0°C? Er zit ca. 2K verschil in. (ijspunt bij -18,138 °C en dauwpunt bij -20,163°C).
 
Hieruit volgt een volgende vraag: Waarom wordt er eerder ijs gevormd dan water? Ijs geeft minder waterdamp af dan water.. dan zou de lucht rondom het ijsoppervlak toch minder snel verzadigd zijn en dus een lagere relatieve vochtigheid hebben?
En hoe zit het bij omgevingstemperaturen die in eerste instantie al lager zijn dan het vriespunt? Gebruiken we hier de hoge of de lage Psat (Water- VS Ijscurve) voor berekening van het dauwpunt of ijspunt?
 
Ijspunt = (265,5/(21,87/((LN(Psat > 0))-(LN(610,7)))-1))
Dauwpunt =(237,3/(17,27/((LN(Psat > 0))-(LN(610,7)))-1))
 
Hopelijk kan iemand enig inzicht en/of rekenvoorbeelden verschaffen, bedankt.
 
 
 

[Pinokkio]

Dampspanning van ijs is lager dan van onderkoeld water omdat de watermolekulen in een ijskristal sterker aan elkaar gebonden zijn dan in vloeibaar water.
 
Het is nogal simpel, en ik begrijp wellicht niet wat precies je probleem is:
 
Om het dauwpunt te berekenen werk je met de verzadigde dampspanning van (onderkoeld) water.
 
Om het vriespunt oftewel rijppunt te bepalen reken je met de verzadigde dampspanning van ijs.
 
Vriespunt/rijppunt temperatuur is altijd iets hoger dan dauwpunt.
 
Let wel: als je een formule voor de dampspanning van water gebruikt moet je zeker weten voor welk temperatuurgebied die geldig is, dus of die in dit geval ook geldig is voor onderkoeld water.

[Bruijn]

Bedankt voor de info. Misschien nog iets meer concreet:
 
Stel een bepaald volume lucht van -20°C / 50% RV.
Dauwpunt = -27,5 °C
Rijppunt = -25,0 °C
Deze lucht heeft een bepaalde dampdruk, in dit geval 62,6 Pa.
 
Als er nu een denkbeeldig oppervlak van bijvoorbeeld -30°C in aangebracht wordt, dan ontstaat er ijs. Wat is het mechanisme hier achter dat er eerder ijs gevormd wordt dan onderkoeld water?
 
De verzadigde dampdruk boven ijs mag dan lager zijn, maar dit ijs was in eerste instantie nog niet aanwezig.
 
Of werkt het als volgt:
De Psat van ijs is lager dan die van water. Dus is de heersende waterdampspanning van 62,6 Pa eerder verzadigd boven een ijsoppervlak, en zal er daarom eerder ijs ontstaan?

[Pinokkio]

Als er nu een denkbeeldig oppervlak van bijvoorbeeld -30°C in aangebracht wordt, dan ontstaat er ijs. Wat is het mechanisme hier achter dat er eerder ijs gevormd wordt dan onderkoeld water?

Als iets afgekoeld wordt tot onder z'n smeltpunt/stolpunt dan kristalliseert/stolt het. Dat is de normale gang van zaken.
Het ontstaan van onderkoeld water is niet de normale gang van zaken en vereist speciale omstandigheden, zoals bijvoorbeeld de volledige afwezigheid van verontreinigingen die als kristallisatiekernen kunnen werken.
 
Je kunt thuis eens proberen om onderkoeld water te maken uit de keukenlucht door een koud voorwerp uit het vriesvak van de koelkast te halen, vrijmaken van eventueel ijs, en zien of er ijs danwel water op ontstaat.

[jadatis]

water 1474 keer bekeken

Bedankt voor de info. Misschien nog iets meer concreet:
 
Stel een bepaald volume lucht van -20°C / 50% RV.
Dauwpunt = -27,5 °C
Rijppunt = -25,0 °C
Deze lucht heeft een bepaalde dampdruk, in dit geval 62,6 Pa.
 
Als er nu een denkbeeldig oppervlak van bijvoorbeeld -30°C in aangebracht wordt, dan ontstaat er ijs. Wat is het mechanisme hier achter dat er eerder ijs gevormd wordt dan onderkoeld water?
 
De verzadigde dampdruk boven ijs mag dan lager zijn, maar dit ijs was in eerste instantie nog niet aanwezig.
 
Of werkt het als volgt:
De Psat van ijs is lager dan die van water. Dus is de heersende waterdampspanning van 62,6 Pa eerder verzadigd boven een ijsoppervlak, en zal er daarom eerder ijs ontstaan?

Ik heb eens een speadsheet op internet gevonden waarin de partiële druk van het gas water bij temperatuur.
Daarin vind ik die 62,6 Pa niet bij -20 en -30 graden , of is dit dan toch iets anders dan wat hier bedoelt wordt.
Heb een plaatje gemaakt on te laten zien wat ik bedoel.
Zelf heb ik in het spreadsheet de graden Fahrenheit omgerekent en PSI toegevoegd en bovenste regels als titelblokkering vastgezet.
Wil je het spreadsheet , geef dan per PB je E-mail, dan stuur ik het toe.
Hier bijvoegen weet ik niet of dat mag , want onderaan iets met copyright .
Kunt me ook een mail sturen naar mijn hotmail.com adres met gebruikersnaam jadatis.
 

[Jan van de Velde]

 
Kunt me ook een mail sturen naar mijn hotmail.com adres met gebruikersnaam jadatis.
 

Behalve jijzelf (en moderatoren) kan niemand je mailadres in je profiel zien.