Hauptunterschied - Gas gegen Dampf
Die Gasphase ist neben der Festphase, der Flüssigphase und dem Plasma eine der vier Grundphasen aller Materie. Gase können klar von festen und flüssigen Phasen unterschieden werden, da sich die Atome im Gegensatz zu Feststoffen oder Flüssigkeiten frei bewegen und über einen Behälter verteilt sind. Gas und Dampf scheinen aufgrund ihrer Transparenz beide ähnlich zu sein, es gibt jedoch zwei unterschiedliche Phasen, in denen Materie existieren kann. Der Hauptunterschied zwischen Gas und Dampf besteht darin, dass Gas nur in einem physikalischen Zustand existiert, während Dampf mit einem anderen physikalischen Zustand koexistieren kann.
INHALT
1. Überblick und Hauptunterschied
2. Was ist Gas
3. Was ist Dampf
4. Vergleich nebeneinander - Gas gegen Dampf
5. Zusammenfassung
Was ist Gas?
Gas in der Natur kann aus einem einzelnen Element oder einer Kombination von Atomen bestehen. Es ist jedoch ein sehr kleines Molekül. Wenn beispielsweise die Halogengruppe im Periodensystem berücksichtigt wird, liegen Fluor und Chlor als Gase vor, während Brom als Flüssigkeit und Jod als Feststoff vorliegen. Dies liegt daran, dass die Größe des Atoms in der Gruppe der Halogene erhöht wird und große Moleküle aufgrund der intermolekularen Wechselwirkungen keinen freien Bewegungszustand erhalten können.
Gas ist eine Substanz, die nur in einem Zustand existiert, nämlich der Gasphase. Dies wird als thermodynamischer Zustand bezeichnet. Ein thermodynamischer Zustand ist der Zustand eines Systems, der anhand der thermodynamischen Parameter wie Temperatur, Druck usw. erklärt wird. Gas hat keine Phasenänderung erfahren, was bedeutet, dass es nur als Gas vorliegt und keine Phasenänderungen erfährt, sofern keine besonderen Bedingungen angegeben sind. Daher wird es eine einphasige Substanz genannt.
Das folgende Diagramm zeigt die relativen Positionen der Gasphase und der Dampfphase. Hier befindet sich die Dampfphase in einer niedrigeren Temperatur als die kritische Punkttemperatur. Die Gasphase liegt oberhalb des kritischen Punktes.
Abbildung 01: Relative Positionen der Gasphase und der Dampfphase
Was ist Dampf?
Dampf kann als eine Substanz definiert werden, die sich in der Gasphase befindet und mit einer flüssigen Phase koexistieren kann. Diese Definition sieht etwas verwirrend aus, aber was hier passiert, ist, dass Dampf im Gleichgewicht mit einer Flüssigkeit ist. Diese Flüssigkeit enthält die gleichen Moleküle wie der Dampf. Aus einem Phasenwechsel entsteht Dampf, der wieder einen Phasenwechsel erfahren kann. Daher wird es als mehrphasige Substanz bezeichnet. Dampf ist kein Materiezustand wie Gas. Der Übergang eines Gases in eine Flüssigkeit erfolgt durch Kondensation, gefolgt von der Bildung eines Flüssigkeitstropfens und dessen Wachstum. Die Koexistenz von Dampf mit seiner flüssigen Phase ist möglich, da seine mittlere Temperatur unter dem kritischen Punkt liegt. Der kritische Punkt ist die Temperatur und der Druck, bei denen ein Gas und eine Flüssigkeit nicht unterschieden werden können. Oberhalb des kritischen Punktes können nur Gase vorhanden sein. so,Ein Gas kann nicht mit einer Flüssigkeit koexistieren. Beispielsweise ist Dampf bei hoher Temperatur Wasserdampf, während er bei Raumtemperatur eine Flüssigkeit ist.
Ein gutes Beispiel für das Dampf-Flüssigkeits-Gleichgewicht unter normalen Bedingungen ist das Gleichgewicht zwischen Ethanol und seinem Dampf. Das folgende Diagramm zeigt, wie diese beiden Phasen zusammenhängen.
Abbildung 02: Dampf-Flüssigkeits-Gleichgewichtsmischung aus Ethanol und Wasser
Was ist der Unterschied zwischen Gas und Dampf?
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Gas gegen Dampf |
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| Ein Gas kann nur in einer thermodynamischen Phase existieren. | Dampf kann mit seiner flüssigen Phase koexistieren. |
| Körperlicher Status | |
| Gas ist ein grundlegender Materiezustand. | Dampf ist ein vorübergehender Wechselzustand einer Flüssigkeit oder eines Feststoffs. |
| Natur | |
| Alle Gase sind keine Dämpfe. | Alle Dämpfe sind Gase. |
| Eigenschaften | |
| Gase sind unsichtbar. | Dampf kann sichtbar sein. (Beispiel: Wasserdampf kann als Wolke gesehen werden.) |
| Phasenwechsel | |
| Gas ist keinem Phasenwechsel ausgesetzt | Dampf erfährt Phasenwechsel. |
| Ursprung | |
| Gas ist in der Natur immer ein Gas. | Dampf ist eine Art Gas, das entweder aus einer Flüssigkeit oder einem Feststoff gebildet wird. |
| Formation | |
| Es entsteht kein Gas. | Dampf wird entweder durch Kochen oder Verdampfen gebildet |
| Kritischer Punkt | |
| Die Temperatur eines Gases liegt über dem kritischen Punkt. | Die Temperatur eines Dampfes liegt unter dem kritischen Punkt, aber über dem Siedepunkt der jeweiligen Flüssigkeit oder des jeweiligen Feststoffs. |
| Sich niederlassen | |
| Gase setzen sich nicht auf dem Boden ab. | Dämpfe setzen sich am Boden ab. |
Zusammenfassung - Gas gegen Dampf
Gas befindet sich über dem kritischen Punkt, während sich Dampf unter dem kritischen Punkt befindet. Oberhalb des kritischen Punktes kann keine flüssige Phase existieren. Dampf existiert auch unterhalb des kritischen Punktes. Daher besteht der Hauptunterschied zwischen Gas und Dampf darin, dass Gas nur in einem physikalischen Zustand existiert, während Dampf mit einem anderen physikalischen Zustand koexistieren kann.
Bild mit freundlicher Genehmigung:
1. "Phase-diag2" von Matthieumarechal (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia
2. "Dampf-Flüssigkeits-Gleichgewichtsmischung von Ethanol und Wasser" von Wilfried Cordes - de: Dortmunder Datenbank; de: Dortmunder Datenbank (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia
