Dampf

Dampf, die gasförmige Phase einer Substanz, die im Gleichgewicht mit ihrer flüssigen oder festen Phase steht (siehe Gase; Materie, Zustände). Im Alltag wird der Begriff „Dampf” nur auf Substanzen angewandt, bei denen in einem gewöhnlich erfahrbaren Temperaturbereich Dämpfe vorkommen, wie Wasserdampf, Benzin-, Quecksilber- oder Fettdämpfe. In seiner exakten Form ist der Begriff als gasförmige Substanz unterhalb ihres kritischen Punktes definiert. (Der kritische Punkt markiert die höchste Temperatur, bei der eine Substanz unter Druckerhöhung verflüssigt werden kann.) Der Begriff „Gas” sollte entsprechend oberhalb des kritischen Punktes verwendet werden, wenn die Substanz durch Druckerhöhung nicht mehr in den festen oder flüssigen Zustand überführt werden kann. Alle gasförmigen Substanzen weisen aber oberhalb und unterhalb des kritischen Punktes ein ähnliches Verhalten auf. Siehe Siedepunkt; Temperatur.

In einem geschlossenen Volumen übt der Dampf, der von einer Substanz abgegeben wird, einen Druck aus, der als Dampfdruck bezeichnet wird. Wenn die Temperatur erhöht wird, steigt der Dampfdruck als Folge der verstärkten Verdampfung. Wenn eine Flüssigkeit auf eine Temperatur erhitzt wird, bei der der Dampfdruck gleich dem Gesamtdruck in der Flüssigkeit ist, findet das Sieden statt. Beim Siedepunkt, der vom Druck abhängt, wird der im Gleichgewicht mit der Flüssigkeit befindliche Dampf als gesättigter Dampf bezeichnet, was im Fall von Wasserdampf bei 100 °C und 1 Atmosphäre Druck der Fall ist. Dampf bei einer Temperatur über den Siedebedingungen wird als überhitzter Dampf bezeichnet. Er kondensiert teilweise, wenn die Temperatur bei konstantem Druck gesenkt wird.

Für die meisten Feststoffe ist der Dampfdruck bei gewöhnlichen Temperaturen und Drücken gering und kann meist vernachlässigt werden. Dass er jedoch existiert, wird z. B. von der Anwesenheit von Wasserdampf über Eis belegt. Sogar für Metalle kann der Dampfdruck bei erhöhter Temperatur und verringertem Druck von Bedeutung sein. So wird der Ausfall einer Glühbirne mit einem Glühfaden aus Wolfram in erster Linie durch Verdampfung verursacht.

Wenn eine Lösung aus zwei flüchtigen Substanzen, wie z. B. Wasser und Alkohol, erhitzt wird, enthält der entstehende Dampf beide Substanzen, allerdings gewöhnlich in einem Verhältnis, das sich von dem der ursprünglichen Mischung unterscheidet. Von der flüchtigeren Substanz wird zu Beginn ein höherer Prozentsatz verdampft. Dieses Prinzip bildet die Grundlage für den Vorgang der Destillation.