sciencetalk

Als de toegevoegde verdampingswarmte gelijk moet zijn aan de verdampingstemperatuur wat is dan de zin van vacuumverdamping. Want het opwarmen van het verdampingsoppervlak kost energie. Kun je net zo goed koken.

Ergens zit een fout.
Kan het het volgende zijn. Het verdampingsoppervlak is bijvoorbeeld 10 graden. Het te verdampen water is gemiddeld 65 graden. Maar dat is een gemiddelde , er zijn altijd watermoleculen die kouder zijn. Die watermoleculen (van bijvoorbeeld 8 graden) nemen de warmte over van het verdampingsoppervlak waardoor er weer verdampingsenergie beschikbaar komt. Dat zou overeenkomen met de waarneming waaruit blijkt dat koud water wel verdampt, maar minder snel dan warm water.

patrickwalthie schreef: ↑di 23 mar 2021, 10:48 Als de toegevoegde verdampingswarmte gelijk moet zijn aan de verdampingstemperatuur...

Hier zit nog steeds een denkfout. Warmte is geen temperatuur, warmte heeft geen temperatuur.

patrickwalthie schreef: ↑di 23 mar 2021, 10:48 ... wat is dan de zin van vacuumverdamping. Want het opwarmen van het verdampingsoppervlak kost energie. Kun je net zo goed koken.

Wat versta je precies onder vacuumverdamping, en wat versta je onder vacuum. Voor mij is vacuum een druk van (nagenoeg) nul, anderen noemen een onderdruk soms al vacuum. Maakt mij niet uit, als we maar over hetzelfde spreken.
Bij 65 graden en 0,25 bar kookt water.

patrickwalthie schreef: ↑di 23 mar 2021, 10:48 Ergens zit een fout.
Kan het het volgende zijn. Het verdampingsoppervlak is bijvoorbeeld 10 graden. Het te verdampen water is gemiddeld 65 graden. Maar dat is een gemiddelde , er zijn altijd watermoleculen die kouder zijn. Die watermoleculen (van bijvoorbeeld 8 graden) nemen de warmte over van het verdampingsoppervlak waardoor er weer verdampingsenergie beschikbaar komt. Dat zou overeenkomen met de waarneming waaruit blijkt dat koud water wel verdampt, maar minder snel dan warm water.

Watermoleculen kunnen niet "kouder" zijn. Je kunt pas over temperatuur spreken als je veel moleculen hebt. Individuele moleculen hebben geen temperatuur.

temperatuur is niet de juiste omschrijving.

Moleculen bewegen bij temperaturen boven 0 kelvin. Ze trillen op hun plaats, of in een vloeistof trillen ze én bewegen ze door elkaar heen, daarbij oefenen ze dus steeds wisselende krachten op elkaar uit waarmee ze dus ook (bewegings)energie op elkaar kunnen overdragen. Een mooi geanimeerd plaatje van de mogelijke manieren voor een watermolecuul om inwendig te bewegen:

https://www.natuurkunde.nl/vraagbaak/22841

De moleculen in vaste stoffen en vloeistoffen hebben een gemiddelde snelheid (en hoe hoger de temperatuur, hoe hoger die gemiddelde snelheid). Maar "gemiddeld" betekent dat er snellere en tragere zijn. Moleculen in een vloeistof oefenen aantrekkende krachten op elkaar uit, en blijven daarom bij elkaar. Maar krijgt zo'n snellere nog een extra duwtje van een buurmolecuul in de goeie richting dan kan het zomaar zijn dat hij uit het vloeistofoppervlak losslaat en in de gasfase terechtkomt.

Andersom, in de gasfase vliegen die moleculen (met ook weer een gemiddelde snelheid) alle kanten op, botsen met elkaar, en in dat driedimensionale wildgeworden biljart vliegt er dus regelmatig een molecuul richting het vloeistofoppervlak. Als dat met lagere snelheid gebeurt, en de klap wordt opgevangen door meerdere moleculen, dan blijft dat molecuul in de vloeistoffase. Maar er is ook een kans dat dát molecuul wel in de vloeistof blijft, maar bij zijn botsing een ander molecuul de gasfase incaramboleert.

Tragere moleculen kunnen derhalve energie "verzamelen" op een vlak dat kouder is dan de temperatuur. Het gaat natuurlijk wel sneller als er meer warmte of temperatuur aanwezig is. Deels wordt dat opgevangen door het vergroten van het verdampingsoppervlak, het fijner vernevelen van het te verdampen water en door het vacuum.

patrickwalthie schreef: ↑di 23 mar 2021, 11:23 Tragere moleculen kunnen derhalve energie "verzamelen" op een vlak dat kouder is dan de temperatuur.

Maar de snellere zullen energie verliezen. Netto daalt de temperatuur van de vloeistof op een kouder oppervlak.

Juist. De snellere zullen energie meenemen in de waterdamp en dat is ook de bedoeling. Door dat vertrek daalt de gemiddelde trilling en de temperatuur, de koudere moleculen die gemiddeld trager zijn dan wel een lagere temperatuur hebben blijven achter op het oppervlak, Hierdoor kunnen deze (tenminste een aantal daarvan) weer energie kunnen verzamelen en toevoegen. Hierdoor ontstaan er weer snellere enzovoort.

patrickwalthie schreef: ↑di 23 mar 2021, 11:51 ... de koudere moleculen die gemiddeld trager zijn dan wel een lagere temperatuur hebben blijven achter op het oppervlak, Hierdoor kunnen deze (tenminste een aantal daarvan) weer energie kunnen verzamelen en toevoegen. Hierdoor ontstaan er weer snellere enzovoort.

De gemiddelde energie van de watermoleculen zal afnemen zolang de temperatuur van het water hoger is dan het oppervlak. Bij 10 graden is de verdampingssnelheid ruim een factor 20 kleiner geworden.

Ja, maar dat kan ik compenseren door de genoemde factoren. Maar de verdampingssnelheid blijft altijd lager, dat klopt. Je kunt je afvragen of dat van die lage snelheid ernstig is. De vraag blijft of het theoretisch mogelijk is. Als dat zo is kunnen de praktische oplossingen worden uitgewerkt.

Als je er meer warmte-energie uit wilt halen dan je er aan de ingang instopt, dan kan ik kort zijn: Dat is theoretisch onmogelijk.
Op 50 W een cv laten draaien gaat niet werken.

De 50 watt maken een aantal natuurkundige processen mogelijk. Voorlopig werkte het systeem. Maar de oorspronkelijke vraag blijft is min of meer beantwoordt. Het is mogelijk om verdampingswarmte te onttrekken aan een medium met een lagere temperatuur mits je accepteert dat de verdampingssnelheid aanzienlijk afneemt.

patrickwalthie schreef: ↑di 23 mar 2021, 12:41 Het is mogelijk om verdampingswarmte te onttrekken aan een medium met een lagere temperatuur mits je accepteert dat de verdampingssnelheid aanzienlijk afneemt.

Nee, dat is niet mogelijk.

De netto warmtestroom is dan van vloeistof naar medium/oppervlak. Dan ben je nog beter af als de vloeistof helemaal niet in contact staat met het medium/oppervlak.