Wie kann ein gasförmiger Stoff seinen Zustand ändern?

Wie ein gasförmiger Stoff seinen Zustand ändert

Gasförmige Stoffe können ihren Aggregatzustand unter verschiedenen Bedingungen ändern. Die beiden häufigsten Veränderungen sind Verdampfung und Kondensation, die durch Temperaturänderungen gesteuert werden.

Verdampfung

Verdampfung ist der Übergang eines Stoffes vom flüssigen in den gasförmigen Zustand. Dieser Prozess findet statt, wenn die Temperatur des Stoffes ansteigt. Mit zunehmender Temperatur gewinnen die Moleküle des Stoffes an Bewegungsenergie, wodurch sie sich voneinander lösen und in die Gasphase übergehen.

Die Verdampfung erfolgt nicht auf einmal, sondern schrittweise. Wenn die Temperatur des Stoffes die sogenannte Siedetemperatur erreicht, beginnt die Verdampfung an der Oberfläche der Flüssigkeit. Die Siedetemperatur ist die Temperatur, bei der der Dampfdruck des Stoffes dem Luftdruck entspricht. Wenn die Temperatur weiter ansteigt, nimmt die Verdampfungsrate zu und der Stoff geht vollständig in den gasförmigen Zustand über.

Kondensation

Kondensation ist der umgekehrte Prozess der Verdampfung, bei dem ein Stoff vom gasförmigen in den flüssigen Zustand übergeht. Dieser Prozess findet statt, wenn die Temperatur des Stoffes abnimmt. Mit abnehmender Temperatur verlieren die Moleküle des Stoffes Bewegungsenergie, verlangsamen sich und beginnen, sich wieder zusammenzulagern.

Die Kondensation erfolgt ebenfalls schrittweise. Wenn die Temperatur des Stoffes unter die sogenannte Kondensationstemperatur sinkt, beginnt die Kondensation an der Oberfläche des Gases. Die Kondensationstemperatur ist die Temperatur, bei der der Dampfdruck des Stoffes unter den Luftdruck fällt. Wenn die Temperatur weiter abnimmt, nimmt die Kondensationsrate zu und der Stoff geht vollständig in den flüssigen Zustand über.

Energiezufuhr und -abfuhr

Die Phasenübergänge von Verdampfung und Kondensation sind durch Energiezufuhr bzw. -abfuhr gesteuert. Bei der Verdampfung wird Energie benötigt, um die Moleküle des Stoffes aus ihrer flüssigen Struktur zu lösen. Diese Energie wird als Verdampfungswärme bezeichnet.

Bei der Kondensation wird hingegen Energie freigesetzt, wenn sich die Moleküle des Stoffes wieder zusammenlagern. Diese Energie wird als Kondensationswärme bezeichnet.

Durch die gezielte Zufuhr oder Abfuhr von Energie können gasförmige Stoffe daher ihren Aggregatzustand gezielt verändert werden.