Das Clausius-Clapeyron-Gesetz beschreibt die Beziehung zwischen der Temperatur und dem Sättigungsdampfdruck eines reinen Stoffes. Es ist ein wichtiges Prinzip in der Thermodynamik und Meteorologie, insbesondere für das Verständnis von Phasenübergängen wie der Verdampfung und Kondensation von Wasser.
Die Gleichung hat eine begrenzte, aber wichtige Bedeutung für bestimmte Bereiche der Membrantechnik, insbesondere für Prozesse, die auf Phasenwechseln basieren.
Ihre Hauptanwendung liegt in der Membrandestillation und der → Pervaporation, bei denen der Transport eines Stoffes durch eine Membran vom Dampfdruckunterschied angetrieben wird. In der Pervaporation beschreibt die Gleichung die Abhängigkeit des Dampfdrucks vom Temperaturanstieg, was für die Trennung von flüssigen Gemischen relevant ist.
Die allgemeine Form des Clausius-Clapeyron-Gesetzes lautet:
| dP/dT | Steigung der Sättigungsdampfdruckkurve im Phasendiagramm des Wassers. |
|---|---|
| L | Latente Wärme (Verdampfungswärme) des Phasenüberganges |
| T | Absolute Temperatur |
| Vg | Spezifisches Volumen der Gasphase |
| Vl | Spezifisches Volumen der Flüssigphase |
Die Namen in der Clausius-Clapeyron-Gleichung stammen von zwei bedeutenden Wissenschaftlern des 19. Jahrhunderts, die wesentliche Beiträge zur Thermodynamik und insbesondere zur Beschreibung von Phasenübergängen geleistet haben:
Clausius war ein deutscher Physiker und Mathematiker, der als einer der Begründer der Thermodynamik gilt. Seine Arbeiten legten den Grundstein für das Verständnis von Entropie und die Formulierung des Zweiten Hauptsatzes der Thermodynamik. Clausius' Forschung trug massgeblich zur Entwicklung der Theorie der Phasenübergänge bei. → Rudolf Clausius (Wikipedia)
Clapeyron war ein französischer Physiker und Ingenieur, der bedeutende Beiträge zur Thermodynamik und zur Entwicklung der Dampftheorie leistete. Er formulierte die Grundgleichung für den Zusammenhang zwischen Druck und Volumen bei verschiedenen Temperaturänderungen, die später in die Clausius-Clapeyron-Gleichung einfloss. → Emile Clapeyron (Wikipedia)