Welchen Dampfdruck hat Wasser bei 100 °C?

Der Dampfdruck von Wasser bei 100 °C: Ein genauerer Blick

Die Aussage, dass Wasser bei 100 °C siedet, ist zwar weit verbreitet und im Alltag ausreichend genau, jedoch eine Vereinfachung. Sie gilt nämlich nur unter Standardbedingungen, d.h. bei einem Luftdruck von 1013 hPa (Hektopascal) auf Meereshöhe. Der Schlüssel zum Verständnis liegt im Begriff des Dampfdrucks.

Der Dampfdruck beschreibt den Druck, den der Dampf einer Flüssigkeit in einem geschlossenen System ausübt, im Gleichgewicht mit der flüssigen Phase. Dieser Druck ist temperaturabhängig: Je höher die Temperatur, desto höher der Dampfdruck. Wassermoleküle besitzen bei höheren Temperaturen mehr kinetische Energie und können die Flüssigkeitsoberfläche leichter überwinden, um in die Gasphase überzugehen.

Bei 100 °C erreicht der Dampfdruck von Wasser genau den äußeren Luftdruck von 1013 hPa. An diesem Punkt ist der Druck, den die Wassermoleküle ausüben, um in den gasförmigen Zustand überzugehen, groß genug, um den äußeren Luftdruck zu überwinden. Es entsteht die charakteristische Blasenbildung beim Sieden – das Wasser verdampft nicht nur an der Oberfläche, sondern auch im Inneren der Flüssigkeit. Daher ist die Aussage “Wasser siedet bei 100 °C” korrekt, aber nur unter der Voraussetzung des Standarddrucks.

Abweichungen vom Standarddruck:

Wie bereits erwähnt, verändert sich der Siedepunkt von Wasser mit dem Luftdruck. In höheren Lagen, wo der Luftdruck niedriger ist, siedet Wasser bereits bei Temperaturen unter 100 °C. Umgekehrt siedet Wasser unter erhöhtem Druck bei Temperaturen über 100 °C. Ein Druckkochtopf nutzt diesen Effekt, um Lebensmittel schneller zu garen.

Der Dampfdruck von Wasser bei 100 °C beträgt also 1013 hPa unter Standardbedingungen. Dieser Wert ist jedoch nur ein Referenzwert. Für genaue Berechnungen und Anwendungen unter abweichenden Bedingungen muss der Dampfdruck entsprechend der jeweiligen Temperatur und des herrschenden Drucks bestimmt werden, z.B. mithilfe von Dampfdruckkurven oder thermodynamischen Gleichungen. Die Abhängigkeit des Dampfdrucks von Temperatur und Druck ist ein grundlegendes Prinzip der Thermodynamik und findet in vielen technischen Anwendungen, wie z.B. in der Dampfmaschinen-Technik oder der Klimatisierung, seine Anwendung.