[Vloeistofmechanica] drukverhoging en kookpuntsverhoging

[nicky]

wat gebeurd er juist in de stof wanneer men de druk op een vloeistof verhoogd en hierdoor het kookpunt toeneemt? want dit is mij niet echt duidelijk.

groetjes

[wannes]

als je water onder hoge druk zet, zal het pas bij een hogere temperatuur beginnen koken, voor de rest gedraagt de vloeistof zich normaal

[nicky]

maar waarom eigenlijk? er moet toch iets veranderen met het molecuul of niet?

[Raspoetin]

Je kan het simpel voorstellen: als het gas boven de vloeistof een hoge druk heeft, dan is er minder ruimte voor de waterdampmolceulen om ook in dat gas terech te komen. Je moet er dus meer energie insteken om dit voor elkaar te krijgen. Oftewel, meer energie = temperatuur. Aan het water zelf veranderd niks (behalve dat het warm wordt ).

Natuurkundig zal er aan het bovenstaande verhaal wel wat op te merken zijn, maar zo onthoudt ik het meestal.

[wannes]

Je kan het simpel voorstellen: als het gas boven de vloeistof een hoge druk heeft, dan is er minder ruimte voor de waterdampmolceulen om ook in dat gas terech te komen. Je moet er dus meer energie insteken om dit voor elkaar te krijgen. Oftewel, meer energie = temperatuur. Aan het water zelf veranderd niks (behalve dat het warm wordt   ).

Natuurkundig zal er aan het bovenstaande verhaal wel wat op te merken zijn, maar zo onthoudt ik het meestal.

je kan het best zo zien, een molecule heeft een bepaalde energie nodig om te verdampen, als de druk eechter groter is dan heeft de molecule meer energie nodig om te verdampen

[Raspoetin]

@Wannes, ja maar het heeft toch ook te maken met Van der Waals-krachten? Hoe dat allemaal precies zit weet ik echt niet meer hoor! Ik heb wel het genoegen gehad om dit te hebben moeten leren, maar ik ben het echt totaal vergeten

[wannes]

@Wannes, ja maar het heeft toch ook te maken met Van der Waals-krachten? Hoe dat allemaal precies zit weet ik echt niet meer hoor! Ik heb wel het genoegen gehad om dit te hebben moeten leren, maar ik ben het echt totaal vergeten  

in een vloeistof zijn er verschillende krachten tussen de vloeistofmoleculen (ik denk dat vanderwaals daar 1 van is) die ervoor zorgen dat de molecule niet in gas vorm voorkomen,en als de vloeistof deeltjes niet genoeg energie hebben komen ze niet los, als de temperatuur stijgt dan kunnen er wel deeltjes loskome

[Jan van de Velde]

nicky schreef:

er moet toch iets veranderen met het molecuul of niet?

Aan het molecuul zelf verandert er niks, behalve dat het sneller gaat bewegen. Het krijgt een hogere kinetische energie, een hogere snelheid. Moleculen oefenen, door steeds te botsen, druk op elkaar uit. Je kunt dit zien door met een tennisbal tegen een open deur aan te gooien. De deur zal niet erg bewegen. Maar gooi de tennisbal hard (hoge snelheid), de deur beweegt een beetje. Gooi meer ballen met hogere snelheid, en door de 'druk' van al die ballen gaat de deur op den duur wel dicht. De bewegende moleculen oefenen dus druk uit. Hoe meer moleculen, en hoe sneller ze bewegen, hoe hoger de druk.

Hogere temperatuur betekent dus meer kinetische energie, en dus hogere snelheid. Een molecule met hoge snelheid kan aan de vloeistof ontsnappen en zo in de ruimte erboven een deel worden van de damp. Soms stuitert hij daarbij terug de vloeistof in, als hij weer vertraagt. Als er nou maar meer moleculen de damp-ruimte in gaan dan er terugstuiteren de vloeistof-ruimte in, dan komen er in de dampruimte steeds meer moleculen. Meer moleculen, betekent meer botsingen, betekent meer druk.

Van koken van een vloeistof spreken we pas als er niet alleen moleculen door het vloeistofoppervlak ontsnappen, want dat gebeurt steeds, ook bij lagere temperaturen. Dat noemen we dan verdampen. Maar bij koken krijgen ook in de vloeistof zoveel moleculen tegelijk een hoge snelheid, dat ze makkelijk tragere moleculen rondom weg kunnen duwen. Zo ontstaat een dampbel in de vloeistof. (Denk aan een groepje wild om zich heenslaande hooligans in een verder rustige menigte). Er ontstaat op die manier veel extra oppervlak waarlangs snelle moleculen naar de dampfase kunnen gaan. Je snapt dat de druk in die dampbel hoog is, want het vloeibare water rondom drukt erop, en bovendien al die snelle moleculen in de damp erboven. Is de druk boven de vloeistof hoog, dan wordt de bel in elkaar gedrukt, de moleculen gaan weer in de vloeistof, het water kookt (nog) niet. Verhoog je de temperatuur van de vloeistof, dan kunnen die hooligans wél hun bel intact houden (genoeg energie om hard rondom zich te slaan). Dan gaan er dus extra moleculen naar de dampfase. Extra moleculen in de damp boven de vloeistof betekent extra druk. De volgende dampbel zal het al moeilijker krijgen. Net zolang tot de druk zó hoog is, dat alle volgende dampbellen in elkaar worden gedrukt bij die gemiddelde 'hooligan'snelheid. En bij die druk is dus de temperatuur te laag om nog te koken.

Niet het koken, wel de relatie tussen temperatuur, druk en aantal moleculen per volume kun je mooi zien op het bewegende plaatje op onderstaande site. Je kunt hier zelf zien wat er gebeurt met de snelheid van gas (of damp) moleculen in een vat als je volume, temperatuur of aantal moleculen per liter wijzigt, door links in het scherm + en - knopje aan te vinken (de site is portugees, pressao betekent druk:

http://nautilus.fis.uc.pt/molecularium/pt/...ssao/index.html

succes.