Dampfdruck <-> Temperatur

doch, das tut es...stell dir vor, die athmosphäre würde von 1013mbar auf 500mbar sinken...das kesselmanometer würde alles mit 0,5bar weniger anzeigen
glaub mir..vor vielen vielen jahren wurden wir als azubis damit ohne ende gequält

letzlich ist es halt immer so, daß eine druckmessung eine differenzdruckmessung ist in unserem fall ist es eben der kesseldruck in relation zur athmosphäre

 

Na ganz einfach nach dem gleichen Prinzip wie hier schon wenigstens dreimal erläutert. Du rechnest dir erst mit der Barometrischen Höhenformel den Atmosphärendruck auf der Zugspitze aus, dann addierst du diesen zum angezeigten Druck auf dem Kesselmanometer und das Ergebnis muss wieder der Druck sein, der in der Gerthsen-Tabelle 125°C entspricht. Folglich trifft b) zu.

 

hm, also im kessel selbst ändert sich ja nix, wenn man das gute stück auf den mt everest schleppen. das wasser da drin weiß ja nicht, wie's draußen aussieht.
demzufolge entscheidet sich die frage am presso respektive manometer. wie wir schon wissen, zeigt das manometer nur den differenzdruck an. soweit ich das verstanden habe, hat der pressostat eine membran und eine feder, die dagegen drückt. wird die membran bis zu einem bestimmten punkt gedehnt, wird der heizstrom unterbrochen. es wirkt also von der einen seite der kesseldruck und von der anderen der feder- und athmosphärendruck.
wenn jetzt also der athmosphärendruck abnimmt, wird die membran stärker gedehnt und der presso schaltet früher ab.
d.h., dass man die schraube in die richtung drehen müsste, in der normalerweise das wasser heißer wird.

gruß, max
p.s. wenn ich nicht gerade meine geliebte formelsammlung verschlampt hätte, würd ich dass mal für euch nachschlagen...

 

Fragen über Fragen (eines Ahnungslosen)...

Zeigt denn unser Kesselmanometer dort den richtigen Druck an?

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Aber wozu sollte jemand eine Espressomaschine auf die Zugspitze oder gar den Mt. Everest schleppen, wenn er dort gar keinen Espresso mehr machen kann?

Übrigens, wenn das Wasser gar nicht weiß wie's draußen aussieht, warum siedet es dann bei ~90°C (Zugspitze) bzw. ~70°C (Mt. Everest)?

 

der niedrigere siedepunkt gilt nur, wenn das wasser nicht in einem geschlossenen behälter ist.

 

Richtig...

Ist unser Kessel ein geschlossener Behälter, wenn das Wasser zu sieden beginnt?

 

Hallo Walter!
Die Oskar ist wohl speziell für die Zugspitze konzipiert, da sie kein Entlüftungsventil hat,.....
:wink:
Gruss Roger
P.S.: Meine Thermoskanne hält im Winter den Kaffee heiß, im Sommer den Eistee schön kalt, woher weiß meine Thermoskanne, wann Sommer und wann Winter ist? :?

 

Fragen, Fragen und noch mehr Fragen...

Hmmm....

Der Kessel ist zwar dann mehr oder weniger ein geschlossenes System, aber kann ich dann damit Espresso machen? Siedet bei der Oskar das Wasser im Brühkopf dann bei ~90° noch nicht? Oder machen wir dort eine Dampfbrühung? (Zwischendurch im Ernst - ich muß glatt einmal ausprobieren ob ich irgendwelche Sorten hab' die unter 90° auch noch gut sind)

Oder meinst du mit "speziell für die Zugspitze konstriert" einfach, daß man damit Milch schäumen kann? Aber das sollte mit den Maschinen mit Entlüftungsventil doch auch gehen, oder? :?

Das mit der Thermoskanne ist mir zu hoch, vielleicht haben die Dinger ja außen einen Temperaturfühler und wissen daher ob Sommer oder Winter ist? Was ist dann aber wenn ich im Winter einen Eistee möchte? :?

 

Hallo Walter,

das mit dem Siedepunkt hängt mit dem Umgebungsdruck zusammen. Im Flachland sind es bekanntermassen 100°. Ein bisschen höher siedet es bei geringerer Temperatur, weil ein niedrigerer Umgebungsdruck die Wassermoleküle eher aus der flüssigen Phase des Wassers entlässt. Im Kessel hingegen herrscht nun ein höherer Druck, das Wasser siedet also bei einer höheren Temperatur.

Vielleicht kann man die obige Tabelle für den uns interessanten Temperaturbereich ja als "Siedepunkt-Tabelle" interpretieren? Zumindest die Zeile mit den 100 und 1013 stimmt ja schon mal.

Und das mit der Thermoskanne ist wirklich vertrackt: Wer im Winter Eistee möchte, braucht ja gar keine Thermoskanne dafür. Es ist ja schon so kalt genug. Von daher hat ein Temperaturfühler an einer Thermoskanne nix zu suchen. Eher ein Jahreszeitenmesser. Vulgo Kalender.

Gruss,

Goglo

 

Hallo Gero,

ja richtig, deswegen schrieb ich weiter oben auch Zugspitze ~90°C und Mt. Everest ~70°C.

Beginnt bei offenen Maschinen - also jenen die ein Entlüftungsventil besitzen oder z.B. der Dampfhahn geöffnet ist - das Wasser wirklich erst bei höherer Temperatur zu sieden? Solange das Ventil offen ist herrscht da nicht auch im Kessel der Umgebungsdruck? Und beginnt der höhere Druck nicht erst wenn das System geschlossen ist?

Heißt das dann aber nicht, daß - außer bei geschlossenen Maschinen die einen Sonderfall darstellen -"das Wasser da drin zunächst sehr wohl weiß, wie's draußen aussieht" - und zwar solange, bis die Luken dicht sind?

Ich bin davon ausgegangen, daß unser Meister Eder seine Maschine nicht im aufgeheizten Zustand (gasbetrieben oder mit Verlängerungskabel?) auf den Mt Everest schleppen würde - so er es überhaupt jemals vorhatte - sondern ausgeschaltet, also normalerweise mit offenem Kessel...

 

hallo bubikopf,
vorweg: waerme ist teilchenbewegung - den begriff kaelte gibt es in der physik eig. nicht.
wie kann waerme (eig. energie) uebertragen werden?
1) strahlung (z.b. von der sonne zu uns)
2) konvektion, d.h. die teilchen transportieren die energie (z.b. zentralheizung: das warme wasser stroemt zu den heizkoerpern)
3) waermeleitung, d.h. die teilchen bleiben ortsfest, stossen sich jedoch gegenseitig an (wenn du nudelwasser mit einem metallloeffel umruehrst wird dessen ende nach einer weile heiss, so dass du dich verbrennst).

bei der kanne gilt es nun alle drei arten der energieuebertragung zu verhindern:
ad 1) man verspiegelt die kanne innen (keine waerme raus) und aussen (um im sommer eis zu kuehlen: keine waerme rein).
ad 2) deckel drauf, dass keine teilchen raus und rein koennen
ad 3) der innenteil der kanne ist von einem "luftleeren" raum umgeben, d.h. dort befinden sich keine teilchen, d.h. es ist keine waermeleitung moeglich.

lg blu
ps bergsteiger haben eine alufolie (rettungsdecke) mit, in die sie sich im notfall ueber nacht einwickeln koennen, dass sie moeglichst wenig waerme an das eis abstrahlen.

 

hallo walter,
imho hast du recht, denn bei geoffnetem entlueftungsventil herrscht drinnen der umgebungsdruck von draussen, d.h. dass das kesselwasser logischerweise frueher beginnt zu sieden.
lg blu

 

Klar siedet das Wasser erst mal bei 100°C, bis das Entlüftungsventil zugeht. Dann heizt's aber immer noch weiter und siedet und siedet und wird heisser und heisser solange bis der Pressostat bei einem bestimmten Druck der Heizerei Schluss macht.

Auf dem hohen Berg siedet's früher, das Entlüftungsventil wird sich aber genauso wie im Flachland verschliessen. Dann ist der Kessel dicht und damit erhöht sich durch die fortwährende Siederei der Druck wie im Tal auch. Dummerweise wird er nicht so heiss wie im Tal, da der Pressostat wie das Manometer die Differenz des Drucks misst und somit ist der absolute Druck im Kessel - und somit auch die Temperatur - auf dem Gipfel niedriger als am Fuße des Bergs.

Gruss,

Goglo

 

hallo goglo,
klar - ich habe dir ja nicht widersprochen. es ist imho so, wie es max schon erklaerte.
lg blu

 

Bis hierher bin ich völlig einer Meinung mit dir...

 

wenn ich also die kanne vollständig isoliere, dann kann es mir passieren, daß die kanne, im unwissen um die jahreszeiten, mir im winter kalten kaffe macht und im sommer warmen eistee? böse kanne!! :mrgreen:

tja..leute..so, wie ich das sehe, müsste sich jemand zur verfügung stellen, fix den mt. everest (gut...für den anfang reicht auch die zugspitze) erklimmen und mit absolutdruckmesser, kaffeemaschine, thermometer, kaffee und mühle die umgebungsbedingungen ausmessen und dann versuchen kaffee zu machen. wie warm ist das wasser? hat das sieden einen einfluss auf den geschmack?(imho wohl nicht, es siedet, verbrennt aber noch nicht den kaffee, weil es ja kälter ist) wie warm ist das wasser, wenn es aus der brühguppe läuft...
wer stellt sich zur verfügung?

 

eine dampfbrühung sollte es auch bei niedrigem umgebungsdruck nicht geben, weil sich doch recht schnell der normale brühdruck aufbaut und so den siedepunkt wieder nach oben schiebt. könnte höchstens sein, dass der kaffee am auslauf noch so heiß ist, dass er zu sieden beginnt.
wie dem auch sei, ich bin des rätsels lösung auf der spur und werde heute nachmittag nochmal was dazu schreiben, jetzt gibts aber erstmal nen lecker kaffee .
gruß, max

 

so, nachdem ich jetzt nochmal den halben nachmittag die formeln etc studiert habe, komme ich zu folgendem ergebnis, dass ich danach auch nicht weiter kommentieren möchte (reicht langsam mit den physikalischen spitzfindigkeiten, normal bin ich das, der sowas macht 8) ):

der zusammenhang zwischen kesseldruck und kesseltemperatur ist der gleiche wie der zwischen athmosphärendruck und siedetemperatur.

(wer sich den roman ersparen möchte, kann jetzt einfach zum ende weiterspringen)

das war der ansatz, von dem wir ausgegangen, von dem wir aber etwas abgekommen sind. ins feld geführt wurden bedenken wie zb das wasser/dampfvolumen, ausdehnung des kessels, mögliche luft im dampf und noch ein paar andere.

ich denke aber, dass er richtig ist. man muss sich nur vor augen führen, was sieden eigentlich ist: die bildung von gas in einer flüssigkeit, die erhitzt wird. wann entstehen aber gasblasen? wasser verdunstet ja schließlich auch schon bei temperaturen weit unter dem siedepunkt.
wärme ist kinetische energie innerhalb einer flüssigkeit, also eine diffuse bewegung der teilchen. es sind aber nicht alle teilchen gleich schnell, einige sind immer schneller, andere langsamer als der durchschnitt.
die schneller teilchen ereichen als erstes die notwendige energie, um aus der flüssigkeit auszubrechen, sie "verschwinden" in die umgebung. anfangs ist das in unserem kessel noch luft, die wird allerdings verdrängt, wen das entlüftungsventil schließt, ist sie fast vollständig entwichen. dann gibt es nur noch eine flüssige und eine gasförmige wasserphase.
aus der flüssigen steigen imer wieder die schnellsten teilchen auf in die gasförimge und umgekehrt fallen die langsamsten aus der gasphase zurück in die flüssige. sobald der kessel ein abgeschlossenes volumen ist und sich die temperatur gleichmäßig darin verteilt hat, stellt sich ein zahlenmäßiges gleichgewicht zwischen den aufsteigenden und den zurückfallenden teilchen ein. dieses gleichgewicht entsteht bei einer bestimmten vom druck abhänigen temperatur: je mehr teilchen das wasser verlassen, desto höher wird der druck, desto kälter wird das wasser, weil durch das verschwinden der "raser" der durchschnitt sinkt.
wenn der druck über dem wasser noch niedrig ist, verlassen die teilchen es noch an der oberfläche, weil im wasser selbst der druck zu hoch ist. staut sich aber über dem wasser der druck, ist er irgendwann so groß wie der druck im wasser, hier entsteht das oben angesprochene gleichgewicht, bzw der druck im wasser wird sogar niedrieger. jetzt ist es egal, wo die teilchen das wasser verlassen und sie tun es mitten im wasser (*sauerei*) und da sind unsere gasblasen. der grund, warum wasser im topf nur unten siedet, ist, dass es dort einfach am heißesten ist, im kessel siedet das wasser an den heizstäben.

die letzte verbindung, die jetzt noch fehlt, ist, dass die manometer und pressostate wie schon richtig gesagt wurde differenzdruckmesser sind und keine absolutdruckmesser. deshalb ist bei (extrem) niedrigem umgebungsdruck die eingestellte temperatur auch zu niedrig, auch wenn er das kesselwasser nicht direkt beeinflusst.

man muss also zum eingestellten druck immer noch den umgebungsdruck addieren:

manometer=kessel-umgebung => manometer+umgebung=kessel

...und fertich is die laube!

gruß, max
p.s. absolute werte hab ich nicht reingestellt, weil die angaben, die ich zur verfügung habe zu ungenau und wiedersprüchlich sind. wer also ein gutes tabellenbuch hat, kann dort nachschlagen und ggf die werte hier hinzufügen.

 

Hmmm, ein Teil dieses Posts erinnert mich irgendwie an eine der Einführungsvorlesungen Thermodynamik...

Beim Manometer sind wir uns, glaube ich, alle einig, daß es eine Differenzdruckanzeige ist (sonst wärs ja nicht auf 0 wenn es einigermaßen justiert und die Maschine kalt und der Kessel offen ist.

Konsens herrscht mittlerweile auch darüber, glaube ich, daß bei offenem Kessel das Wasser in größerer Höhe oder bei niedrigerem Luftdruck bei niedrigeren Temperaturen siedet. Ebenso - hoffentlich - darüber, daß dann, wenn das Wasser mit deutlich höherer als der Siedetemperatur und ~ 10bar Druck aus der Brühgruppe kommt, es relativ rasch verdampft, wenn es plötzlich nur mehr dem normalen Umgebungsdruck und der Umgebungstemperatur ausgesetzt ist.

Der einzige Punkt der - mir zumindest - wirklich nicht klar ist ist der Pressostat. Und zwar weil ich nicht wirklich weiß wie der innen ausschaut bzw. wie das "Spiel der Kräfte" tatsächlich verläuft.

Wenn es eine Konstruktion ist, bei der der Kesseldruck gegen eine stärkere Feder arbeitet, wäre die Auslenkung weitestgehend unabhängig vom Luftdruck außen, der Schaltpunkt bliebe quasi konstant.

Ist es eine Konstruktion, bei der der Kesseldruck gegen eine schwache Feder arbeitet, ist der Schaltpunkt tatsächlich vom Außendruck abhängig.

Ist es eine Uraltkonstruktion wie ein Hg-Pressostat, hängts vom Gewicht der Quecksilbersäule ab, ob der äußere Luftdruck signifikant in die Berechnung eingeht.