Gefrierendes Wasser durch Verdunstungskälte?

Wissenschaft Physik
#1

Hi alle!

Ich hab mal ne kleine Frage und will diese gar nicht so genau beantwortet haben.
Ist es möglich, durch Verdunstungskälte (Wüstenkühlschrank) 0,5 Liter Wasser einzufrieren.
Technik: Handtuch (42 läßt grüßen :stuck_out_tongue:) über eine Flasche und immer feucht halten. Wenn das Teil in der Sonne steht sollte der Wirkungsgrad am Besten sein oder?
Wenn man die Wirkung beobachten will: Einfach mal im Freibad sich nicht abtrocknen. Es wird kälter als man denkt auch bei der größten Hitze. Vorsicht Schnupfengefahr!

#2

Hallo,

meines Erachtens wurde dies teilweise von den alten Völkern genutzt, um in der Wüste Eis zu erzeugen. Dies geht wohl aber nur bei großer Trockenheit und nachts, wenn es auch in der Wüste kühl ist.
In die Sonne stellen bringt gar nichts, da die Wärme ja dem Wasser entzogen werden soll, da muß jede Wärmequelle ferngehalten werden.
Also: Dunkel, kalt, trocken, windig, große Oberfläche des Verdunsters, gute Wärmekopplung an das „Gefriergut“.

Gruß
Moriarty

#3

Ohne es jetzt konkret durchrechnen zu koennen, wuerde ich sagen: nein.

Erstens ist fuer das thermische Verhalten deines Stoffes die Verdunstung lediglich eine Korrektur zur Einwirkung der Waermestrahlung durch die Umgebung, liegt also in viel kleinerer Groessenordnung. Du musst also sicherstellen, dass keine Licht- und Waermequellen auf deine Fluessigkeit einwirken, was ab einem gewissen Grad unmoeglich ist.

Zweitens nimmt die Temperaturabnahme durch Verdunstung immer mehr ab, je niedriger die Temperatur schon ist, weil auch die Verdunstung abnimmt. Ein Festkoerper verdunstet im Grenzfall ueberhaupt nicht mehr. Die Sublimation, die Abloesung einzelner Atome von einem Festkoerper, ist von sehr viel kleinerer Groessenordnung als die Verdunstung und traegt nicht signifikant zur Kuehlung bei.

Gruss

Oli

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#4

Wird praktiziert! - Selbstkühlendes Bierfass.
Hallo!

Nur mit einem nassen Handtuch gehts wohl nicht. Sonst hätten die Entwickler des selbstkühlenden Bierfasses nicht so einen Aufwand getrieben. Aber einen Eismantel um ein Bierfass herum erzeugen, das kann man mit Verdunstungskälte schon machen. Zeolith heißt das Zauberwort.

Informationen über das selbstkühlende Bierfass gibts bei der Tucherbrauerei (www.tucher.de) unter dem Menüpunkt „CoolKeg“.

Gruß,

Thomas.

#5

Hallo Elmar,

Ist es möglich, durch Verdunstungskälte (Wüstenkühlschrank)
0,5 Liter Wasser einzufrieren.

Prinzipiell ja, wobei aber einige Voraussetzungen erfüllt sein müssen. Theoretisch kannst Du einen Körper bis zur Taupunkttemperatur abkühlen. Die hängt bei Normaldruck von der relativen Luftfeuchtigkeit und der Lufttemperatur ab (dafür gibt es Tabellen). Z.B. liegt diese Temperatur bei 20°C Lufttemperatur und 10% rel. Luftfeuchte (extrem trocken) bei ca. -12°C, also schon sehr eisig. Sobald das Wasser gefriert, verlangsamt sich die Abkühlung aber erheblich.

Technik: Handtuch (42 läßt grüßen :stuck_out_tongue:) über eine Flasche und
immer feucht halten. Wenn das Teil in der Sonne steht sollte
der Wirkungsgrad am Besten sein oder?

Nein, Sonnenstrahlung meiden und für kräftigen Wind auf großer Oberfläche sorgen.
In unseren Breiten funktioniert das wegen der hohen Luftfeuchtigkeit nur in der kalten Jahreszeit, wenn die Lufttemperatur einige Grad über null ist. Mancher geplagte Autofahrer kennt den Effekt, wenn die Frontscheibe nach dem Waschen mit der Scheibenwaschanlage durch den Fahrtwind innerhalb von Sekunden komplett zufriert, obwohl die Temperaturen noch im Plusbereich liegen. Auch Straßen können sich so tückischerweise selbst bei Plusgraden in Eisbahnen verwandeln, wenn ein trockener Wind weht.

Jörg

#6

Hi

Im Grenzfall eines thermodynamischen Gleichgewichts hat die Luft nach der Aufnahme des Wasserdampfes vom Handtuch die gleiche Temperatur wie dieses
und ist mit Wasserdampf gesättigt. Je kälter die Luft ist, desto weniger Wasser kann sie aufnehmen. Das heisst es existiert eine tiefste Temperatur die durch Verdunstungskühlung erreicht werden kann. Diese ist abhängig vom Zustand der Luft vor dem Prozess.
In der Wüste (extrem warm und trocken, 50°C; rel. Feuchte 5%) ergibt sich aus der Energiebilanz eine Kühlgrenze von ca 21°C.
In einer sehr kalten und sehr trockenen Umgebung ist diese Temperatur kleiner und kann auch im realen Prozess unter Null sinken.
Ich kann mir aber nicht vorstellen wer in Sibirien einen Kühlschrank braucht.

Gruss Stefan