Wasserverdampfungsversuch (Oberfläche)

Lernwerkstatt

Grundidee｜ 10 cm Durchmesser｜ 8 cm Durchmesser｜ 7 cm Durchmesser｜ 5 cm Durchmesser｜ Auswertung｜ Fazit

Grundidee

Wenn man Wasser in einem Topf oder einem Glasgefäß zum Kochen bringt, verdampft es sehr schnell. Das Wasser verliert dann auch schnell an Höhe. Pro Minute, so erste Versuche auf einer Heizplatte in unserer Lernwerkstatt, ergabe, dass der Wasserspiegel in jeder Minute irgendwo zwischen etwa einem halben und ganzen Millimeter sank. Kann mann diese Verdunstungsrate durch weitere oder engere, flachere oder höhere Gefäße möglichst groß machen?

10 cm Durchmesser

Versuch am 25. Februar 2022

Messbecher: 10 cm Durchmesser und 17 cm Höhe.

Heizplatte von einem Magnetrührer, 13 cm Durchmesser

Es waren am Anfang rund 300 Milliliter Wasser in dem Messbecher.

Heizplatte eingestellt auf maximale (350 °C?) Oberflächentemperatur

Die Messungen begannen mit dem ersten klar sichtbaren Aufkochen des Wassers.

Angegeben sind die Zeiten und die Gesamtmasse Messbecher+Wasser.

00 min: 544,7 g

05 min: 522,8 g

10 min: 500,1 g

15 min: 478,0 g

20 min: 455,5 g

8 cm Durchmesser

Versuch am 11. Februar 2022

Messbecher: 8 cm Durchmesser und 11 cm Höhe.

Heizplatte von einem Magnetrührer, 13 cm Durchmesser

Es waren am Anfang rund 100 Milliliter Wasser in dem Messbecher.

Heizplatte eingestellt auf maximale (350 °C?) Oberflächentemperatur

Die Messungen begannen mit dem ersten klar sichtbaren Aufkochen des Wassers.

Angegeben sind die Zeiten und die Gesamtmasse Messbecher+Wasser.

00 min: 238,7 g

05 min: 216,1 g

10 min: 205,2 g

15 min: 182,4 g

20 min: 163,1 g

7 cm Durchmesser

Versuch am 11. Februar 2022

Messbecher: 7,0 cm Durchmesser und 9 cm Höhe.

Heizplatte von einem Magnetrührer, 13 cm Durchmesser

Es waren am Anfang rund 50 Milliliter Wasser in dem Messbecher.

Heizplatte eingestellt auf maximale (350 °C?) Oberflächentemperatur

Die Messungen begannen mit dem ersten klar sichtbaren Aufkochen des Wassers.

Angegeben sind die Zeiten und die Gesamtmasse Messbecher+Wasser.

00 min: 152,1 g

05 min: 141,3 g

10 min: 127,8 g

15 min: 108,9 g

20 min: -------

5 cm Durchmesser

4. Februar 2022

Messbecher: 5 cm Durchmesser und 7 cm Höhe.

Heizplatte von einem Magnetrührer, 13 cm Durchmesser

Heizplatte eingestellt auf maximale (350 °C?) Oberflächentemperatur

Die Messungen begannen mit dem ersten klar sichtbaren Aufkochen des Wassers.

Angegeben sind die Zeiten und die Gesamtmasse Messbecher+Wasser.

00 min: 89,6 g

05 min: 80,5 g

10 min: 73,5 g

15 min: 66,6 g

20 min: 58,3 g

Auswertung

Geht man davon aus, dass ein Gramm Wasser ein Volumen von einem Kubikzentimeter hat, dann kann man über die Formel für das Volumen eines Zylinders V=G·h:3 den Verlust an Wasserhöhe h berechnen. Gemittelt über die ganze Zeit eines Einzelversuchs kann man so eine Verdungsrate in mm/min aufstellen:

10 cm Durchmesser, Höhenverlust pro Minute rund: 0,6 mm

8 cm Durchmesser, Höhenverlust pro Minute rund: 0,8 mm

7 cm Durchmesser, Höhenverlust pro Minute rund: 0,7 mm

5 cm Durchmesser, Höhenverlust pro Minute rund: 0,8 mm

Fazit

Wenn der Durchmesser des Becherglases einen Einfluss auf die Verdunstungsrate in mm/min hat, dann ist dieser Einfluss eher gering. Bei kochendem Wasser nimmt bei dem offenen Gefäß die Höhe des Wassers in etwa 0,6 bis 0,8 Millimeter in jeder Minute ab.