Sieden
Schnelles Verdampfen durch Hitze
Basiswissen
Sieden ist, im Gegensatz zu der Verdunstung, eine schnelle Zustandsänderung vom Flüssigen zum Gasförmigen, bei der der Dampfdruck einer Flüssigkeit den Umgebungsdruck erreicht.
Unter Normalbedingungen, also bei einem Luftdruck von 1013 hPa und einer Temperatur von 20 Grad Celsius, ist Wasser flüssig. Wird Wasser in einem oben offenen Gefäß von unten durch eine Wärmequelle erhitzt, entsteht ein Temperaturgefälle: Am Boden ist es am heißesten. An der Oberfläche ist das Wasser aber noch so kühl wie die Umgebungsluft. Da warmes Wasser eine geringere Dichte als kaltes Wasser hat, steigt es auf, dafür sinkt kälteres Wasser nach unten (Konvektion). Bei langsamer Erwärmung kann das ganze Wasser verdampfen, ohne dass Blasen aufsteigen.
Ist die Temperatur des Bodens höher als die Temperatur des Siedepunkts beim herrschenden hydrostatischen Druck, so verdampft das Wasser. Zunächst bilden sich an kleinen Unebenheiten des Bodens (Verdampfungskernen) Blasen aus, welche nach oben steigen und kühleres Wasser nach unten strömen lassen: das Wasser beginnt zu sieden. Die Blasen enthalten Wasserdampf oder andere Gase, die im kalten Wasser gelöst waren.
Solange Blasen aufsteigen und ein intensiver Wärmeübergang durch die Wand gewährleistet ist, spricht man vom Blasensieden. Bildet sich hingegen eine zusammenhängende Dampfschicht, bezeichnet man dies als Filmsieden.
Beim stillen Sieden ist noch nicht im gesamten Gefäß die Siedetemperatur erreicht. Die Blasen kondensieren im kälteren Wasser und brechen zusammen. Durch die aufsteigenden heißen Dampfblasen werden die oberen Schichten des Wassers zusätzlich erwärmt, bis der ganze Wasserkörper gleichmäßig aufgeheizt ist.
Die Erwärmung des Oberflächenwassers führt auch zu einer Erwärmung der darüber befindlichen Dampfphase. Ist die Oberflächen-Temperatur des Wassers größer als der Siedepunkt beim herrschenden Luftdruck (zum Beispiel größer als 100 Grad Celsiusei 1013 hPa), verdampft das gesamte Wasser, insofern die Wärmezufuhr nicht unterbrochen wird.
Die Temperatur, bei der Wasser siedet, nennt man die Siedetemperatur oder den Siedepunkt. Es sind etwa 100 Grad Celsius auf Meereshöhe. Je höher man aber geht, desto niedriger ist die Temperatur.
