Beschreibung
Auf den Punkt gebracht
Bei vielen Anwendungen in der Thermoanalyse spielt die Atmosphäre eine wichtige Rolle, da sie das Verhalten der Probe beeinflussen oder Reaktionen auslösen kann. Der Einfluss der Luftfeuchtigkeit auf Baumaterialien, die Lagerzeit von Arzneimitteln und Lebensmitteln oder der Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften von Polymeren sind nur einige der häufigsten Beispiele.
Natürlich sind die Linseis-Geräte für solche Experimente geeignet, aber es gibt eine Tatsache, die oft für Verwirrung sorgt und sorgfältig beachtet werden muss: Der Unterschied zwischen Wasserdampf und relativer Luftfeuchtigkeit.
Unterschied zwischen relativer Luftfeuchtigkeit und Wasserdampf
Generatoren für relative Luftfeuchtigkeit werden am häufigsten für Experimente bei Raumtemperatur verwendet, während Wasserdampfanwendungen bei höheren Temperaturen stattfinden.
Wenn Wasser auf seinen Siedepunkt oder darüber hinaus erhitzt wird, ändert es seine Aggregatzustandsform von flüssig zu gasförmig. Es liegt dann als (Wasser-)Dampf vor. Wird dieser Dampf in eine Reaktionskammer oder ein Gerät eingeleitet, spricht man von Wasserdampfeinsatz.
Im Gegensatz dazu kann jedes Gas bei einer bestimmten Temperatur eine bestimmte Menge an Wasser transportieren und enthalten. Dies wird als Feuchtigkeit bezeichnet. Am Beispiel der Luft lässt sich feststellen, dass auch unterhalb des Siedepunkts von Wasser immer eine bestimmte Menge Wasser in der Luft enthalten ist, die als Feuchtigkeitsgrad oder relative Feuchtigkeit bezeichnet wird.
Messungen der Luftfeuchtigkeit
Der typische Temperaturbereich für Feuchtegeneratoren liegt zwischen Raumtemperatur und 80°C mit einer regelbaren relativen Feuchte von 0,2% bis 98%. Dies kann für Anwendungen in thermischen Analysegeräten wie Dilatometern, Differential Scanning Calorimetern oder Simultan-Thermoanalysatoren genutzt werden, insbesondere für die Analyse von Lebensmitteln, Pharmazeutika, Baumaterialien oder biologischen Prozessen.
Das bedeutet, dass dieselbe Menge Wasser, genauer gesagt, Wasserdampf in der Luft (Gramm H2O pro Kilogramm Luft) je nach Temperatur zu unterschiedlichen relativen Luftfeuchtigkeitsgraden führt, da sich die Kapazität der Atmosphäre ändert. Diese maximale Wassermenge (Kapazität) ist stark temperaturabhängig und reicht von einem Bruchteil von Gramm pro Kubikmeter (bei Temperaturen unter 0 °C) bis zu etwa 600 Gramm pro Kubikmeter bei 100 °C.
Relative Luftfeuchtigkeit
Das am häufigsten verwendete Maß für die Luftfeuchtigkeit ist die relative Luftfeuchtigkeit. Die relative Luftfeuchtigkeit kann einfach definiert werden als die Wassermenge in der Luft im Verhältnis zur Sättigungsmenge, die die Luft bei einer bestimmten Temperatur aufnehmen kann, multipliziert mit 100. Luft mit einer relativen Luftfeuchtigkeit von 50 % enthält die Hälfte des Wasserdampfes, den sie bei einer bestimmten Temperatur aufnehmen kann.
Wenn die relative Luftfeuchtigkeit zwischen 0,1 % und 100 % liegt, kann das Wasser in Form von Wasserdampf vorliegen. Wird eine relative Luftfeuchtigkeit von 100 % erreicht und die Umgebungsluft abgekühlt, wird der Taupunkt (der die maximale Wassermenge definiert, die die Luft bei einer bestimmten Temperatur aufnehmen kann) überschritten und das Wasser kondensiert aus der Luft in Form von flüssigem Wasser.
Der Rest ist ein Gleichgewicht zwischen flüssigem Wasser und Wasserdampf bei der jeweiligen Temperatur. Wird dagegen die Temperatur über den Siedepunkt von Wasser (100°C auf Meereshöhe) erhöht, kann das Wasser in der Luft nur noch in Form von Wasserdampf existieren.
Dieses Verfahren erfordert eine umfangreichere Hardware-Ausstattung, z. B. eine beheizte Transferleitung für Probentemperaturen über Raumtemperatur.
Service-Hotline
+49 (0) 9287/880 0
Donnerstag von 8-16 Uhr erreichbar
und Freitag von 8-12 Uhr.
Wir sind für Sie da!
Applikationen
Dieses Anwendungsbeispiel zeigt den Einfluss von Feuchtigkeit und Nässe auf Ziegelmaterial. Die linke Kurve zeigt die Isothermen von 2 Ziegeltypen bei 20°C und 60°C und den Feuchtigkeitsgehalt, den die Proben adsorbiert haben. Auf der rechten Seite ist der feuchteabhängige Wärmeausdehnungskoeffizient zu sehen. Der Feuchtigkeitsgrad hat einen signifikanten Einfluss auf das thermische Ausdehnungsverhalten.
P. Sin; J. Lukovicova; G. Pavlendova; M. Kubliha; S. Uncik; Experimental Performance of HygroThermal Deformation
of Contemporary and Historical Ceramic Bricks, International Journal of Mater
Bestens informiert
