Oosthoek encyclopedie

Oosthoek's Uitgevers Mij. N.V (1916-1925)

Gepubliceerd op 13-12-2018

Dampspanning

betekenis & definitie

Dampspanning, druk, uitgeoefend door een damp op de wanden der ruimte, waarin deze zich bevindt. Bij eene zekere temperatuur is deze druk zoo groot mogelijk, wanneer er zich in de ruimte ook nog vloeistof bevindt, de damp derhalve verzadigd is. In dit geval kunnen slechts die moleculen uit de vloeistof in de dampruimte overgaan, waarvan de kinetische energie boven eene zekere grenswaarde ligt (zie DAMP); aangezien dit aantal met de temperatuur stijgt, omdat de warmtebeweging der vloeistofmoleculen dan toeneemt, neemt ook het aantal moleculen in de dampruimte met de temperatuur toe. Doordat tevens de gemiddelde kinetische energie der dampmoleculen grooter wordt, zijn er dus twee redenen, waarom de (verzadigde) d. met de temperatuur toeneemt (zie KINETISCHE GASTHEORIE).

Voor verschillende vloeistoffen is deze toeneming ongelijk. — De wijze, waarop de d. van den onverzadigden damp met temperatuur en volume verandert, komt geheel overeen met die, waarop de druk van een gas van die grootheden afhangt. De eenvoudige wetten der ideale gassen kunnen daarbij echter doorgaans niet worden toegepast. — Wanneer wordt aangenomen, dat de d. van verzadigden damp bij eene zekere temperatuur eene bepaalde waarde heeft, wordt daarbij stilzwijgend ondersteld, dat het vloeistofoppervlak een plat vlak is. Is het daarentegen gekromd, dan zal de maximale dampspanning een andere waarde hebben. Bij een bolvormig oppervlak, dat zoodanig gekromd is, dat het middelpunt van den bol binnen de vloeistof ligt, zal b.v. de dampspanning eene grootere waarde hebben dan aan een plat vlak, en wel eene des te grootere, naarmate de kromming sterker is. Dientengevolge zal de maximale dampspanning aan het oppervlak van zeer kleine vloeistof druppeltjes aanmerkelijk grooter zijn dan aan een plat vlak. Op een klein druppeltje zal dus ook eerst bij eene hoogere dampspanning vloeistof kunnen verdichten. Dit is de reden, dat het bij samendrukking van een damp vaak voorkomt, dat het verzadigingspunt overschreden wordt, zonder dat condensatie intreedt; de damp heet dan oververzadigd. Brengt men nu in de met oververzadigden damp gevulde ruimte stofdeeltjes (b.v. rook), dan kunnen deze tot kernen worden van vloeistofdruppeltjes: wanneer toch deze deeltjes niet al te klein zijn, zal de dampspanning aan de oppervlakte van de druppeltjes, die ontstaan door de verdichting van eene zeer kleine hoeveelheid vloeistof er omheen, kleiner zijn dan die van den oververzadigden damp.

Het gevolg zal zijn, dat er van dezen damp zooveel condenseert, totdat het verzadigingspunt bereikt is. Zoodoende ontstaat er een nevel, die, wanneer de druppels eenigen omvang hebben, aanleiding geeft tot regen. Oververzadiging kan derhalve alleen voorkomen, als de dampruimte geheel vrij is van stofdeeltjes. Ook door het inbrengen van electrisch geladen deeltjes, ionen, treedt in oververzadigden damp condensatie in, hetgeen daarmede samenhangt, dat aan de oppervlakte van electrisch geladen deeltjes de dampspanning kleiner is dan bij ongeladen deeltjes van denzelfden omvang (zie verder IONEN, ONWEER). Natuurlijk treedt ook onmiddellijk condensatie in, zoodra in de ruimte, die oververzadigden damp bevat, eene zekere hoeveelheid vloeistof gebracht wordt. — Evenals de dampspanning aan een bolvormig oppervlak grooter is dan die aan een plat vlak, wanneer het middelpunt van den bol in de vloeistof gelegen is, zoo zal de dampspanning in dezelfde mate kleiner zijn, wanneer het middelpunt in den damp ligt. Dientengevolge is in zeer kleine dampblaasjes de spanning aanmerkelijk kleiner dan aan een plat vlak. Hierin is de verklaring te zoeken van de z.g. oververhitting van vloeistoffen, welk verschijnsel daarin bestaat, dat het onder bepaalde omstandigheden mogelijk is, vloeistoffen boven haar kookpunt te verhitten, zonder dat de geheele vloeistofmassa kookt. Aan de oppervlakte heeft dan heftige verdamping plaats, doch binnenin vormen zich geen dampbellen.

De mogelijkheid, dat deze zich vormen, bestaat eerst dan, wanneer er zich in de vloeistof kleine holten bevinden (b.v. afkomstig van in de vloeistof opgeloste lucht) van zoodanigen omvang, dat de dampspanning binnen die holten grooter is dan de uitwendige druk; deze holten zijn dan als het ware „kernen” voor dampbellen. Blaast men in eene oververhitte vloeistof lucht, dan zal ze plotseling heftig beginnen te koken; ook het inbrengen van een of ander voorwerp zal hetzelfde gevolg hebben, aangezien daarbij ook steeds lucht wordt meegevoerd. — De d. van een mengsel van vloeistoffen hangt af van de concentraties der verschillende bestanddeelen. Zijn twee vloeistoffen vermengd, dan is het verband tusschen concentratie en d. in enkele gevallen lineair, in het algemeen zal het verloop echter ingewikkelder zijn. In bepaalde gevallen treedt bij eene zekere concentratie eene maximum-resp. minimumwaarde der d. op. Bij de verdamping van een vloeistofmengsel is de samenstelling van den damp verschillend van die der vloeistof, en wel zoodanig, dat de d. tengevolge van de verdamping afneemt. Heeft bij zekere concentratie de d. eene minimumwaarde, dan is de samenstelling der vloeistof dezelfde als die van den damp, en gedraagt het mengsel zich als eene enkelvoudige vloeistof.

In het geval, dat de d. eene maximumwaarde heeft, zou hetzelfde verschijnsel zich voordoen, echter is die toestand niet stabiel. (Zie DESTILLATIE). — De verzadigde d. eener vloeistof vermindert, wanneer er eene andere stof in is opgelost, en wel is deze vermindering evenredig met de hoeveelheid der opgeloste stof. Voor een bepaald oplosmiddel is deze dampspanningsverlaging eene constante grootheid, wanneer er telkens één grammolecule van eene andere, onverschillig welke, in is opgelost. Hieraan beantwoordt eene verhooging van het kookpunt der oplossing (zie KOOKPUNTSVERHOOGING). — In de meteorologie is d. een gebruikelijke grootheid om in cijfers het gehalte aan waterdamp der atmosfeer d.w.z. de gewichtshoeveelheid waterdamp per M3 lucht aanwezig, uit te drukken. Uit de betrekkelijke vochtigheid der lucht, gemeten met een hygrometer of psychrometer, is de absolute vochtigheid en daaruit de dampspanning der in de lucht aanwezige waterdamp, af te leiden. De d. van den waterdamp neemt blijkens waarnemingen in het gebergte, bij ballonvaarten en op andere wijze verzamelde gegevens met toenemende hoogte snel af. (Zie WATERDAMP in de atmosfeer).