Vochtigheid per liter lucht II

Frits stelde deze vraag op 09 maart 2023 om 20:14.
Eindelijk weer een tekenprogramma. Het zal voor iedereen duidelijk zijn: warme lucht kan meer vocht bevatten dan koude. Maar...
De ijskast (A) is luchtdicht afgesloten als óók de gemonteerde kraan is afgesloten. In de ijskast ´gewone´ lucht (dus met vochtmoleculen) van 20 graden. Met dichte kraan zet ik de ijskast aan. De lucht koelt af naar -5 graden. In de ijskast heerst nu onderdruk. Wat ik ook maar in bak B gooi, óók vochtmoleculen: zodra ik de kraan opendraai zal de gewone luchtdruk om ons heen zorgen dat de inhoud via de slang naar de lagedruk in de ijskast toe wordt verplaatst. Maar...die lucht in de ijskast is toch juist kouder? Ben benieuwd.

Bijlagen:

Reacties

Jan van de Velde op 09 maart 2023 om 20:45
dag Frits,

Uw vraag is bijzonder onduidelijk. 

Geen enkele ijskast is luchtdicht. Gelukkig niet. 
Pak maar eens een vrieskastje, doe die open, laat er kamerlucht in stromen en sluit de deur. De afkoeling zorgt voor zo'n sterke onderdruk in de kast dat je deur alleen met heel veel kracht gelijk weer open krijgt. Maar wacht even een tien-twintig tellen en de deur gaat weer gewoon open. De druk is weer vereffend door opzettelijk aangebrachte lekplaatsen. In elke KOELkast zit er tegenwoordig zelfs een gaatje achterin waardoor condenswater wegloopt naar een bakje dat bovenop de compressor staat (en waar dat dus verdampt naar de kamerlucht).

Ik ken geen koel- of vrieskasten met bakjes waar ik wat in kan gooien. En waarom zouden daar ook vochtmoleculen inzitten? In dat bakje op uw tekening kan ik zelfs jenever gooien. Als er onderdruk in die kast heerst zal dat dan ook naar die kast stromen als je de kraan open draait. 

Probeer alstublieft een wat duidelijker uit te leggen wat u probeert te zeggen, met dit wat op een gedachtenexperimentje met een theoretische ijskast lijkt? 

Groet, Jan
Frits op 10 maart 2023 om 10:25
Voor een gedachtenexperiment is het natuurlijk volkomen legaal om van een luchtdicht afgesloten ijskast uit te gaan. Voor uitkeg over mijn ijskast in de keuken ga ik wel naar de witgoedwinkel, vragen over natuurkunde zijn van een ander niveau.

Mijn vraag is duidelijk, blijkt ook uit Uw eigen reactie: 
In dat bakje op uw tekening kan ik zelfs jenever gooien. Als er onderdruk in die kast heerst zal dat dan ook naar die kast stromen als je de kraan open draait. 
Precies, dus ook vochtmoleculen! Het verwondert mij dat de tegenstelling U lijkt te ontgaan: in de afgekoelde lucht in de ijskast zou, vlgs. standaardregels, minder plaats voor vochtmoleculen moeten zijn maar in plaats daar van zullen vochtmoleculen via de slang naar de afgekoelde ruimte toe gaan. De hoeveelheid vocht in de ijskast zal toenemen, niet afnemen.

Heb ik hier te maken met een uitzondering op de regel ´in warme lucht kan méér vocht zitten dan in koude´? 
Theo de Klerk op 10 maart 2023 om 10:54
koude lucht bevat minder vocht. Een onderdruk koelkast zal bij vereffening lucht van buiten aanzuigen (of vloeistof) tot luchtdruk gelijk wordt. Er is dan meer vocht in de koelkastlucht dan kan bij die temperatuur dus condenseert het tot vloeistof. De druk blijft gelijk binnen en buiten en de deur kan worden geopend. Sluit je de kraan als de koelkast al op de goede temperatuur is dan gebeurt niks. Moet nog gekoeld worden dan ontstaat opnieuw een onderdruk. Alleen door kraan open weer op te heffen.
Jan van de Velde op 10 maart 2023 om 10:59

Frits

In dat bakje op uw tekening kan ik zelfs jenever gooien. Als er onderdruk in die kast heerst zal dat dan ook naar die kast stromen als je de kraan open draait. 
Precies, dus ook vochtmoleculen! Het verwondert mij dat de tegenstelling U lijkt te ontgaan: in de afgekoelde lucht in de ijskast zou, vlgs. standaardregels, minder plaats voor vochtmoleculen moeten zijn maar in plaats daar van zullen vochtmoleculen via de slang naar de afgekoelde ruimte toe gaan. De hoeveelheid vocht in de ijskast zal toenemen, niet afnemen.

 De hoeveelheid vocht in de ijskast zal inderdaad toenemen. Maar niet het vochtgehalte van de lucht in de ijskast, dat zal ongetwijfeld al op 100% zitten. Gevolg zal dus zijn dat er vocht zal condenseren of aanrijpen aan de koudere delen van de ijskast binnenin. 

Maar daar hoef je geen kraantjes voor te monteren hoor. Dat verschijnsel kent iedereen die een vriezer heeft: die moet je zo af en toe eens geheel ontdooien, en dan kun je daar tot zelfs kilo's ijs uit halen. Dat komt alleen maar door het geregeld openen en weer sluiten, waardoor warme lucht (met bijv 10-15 g waterdamp per m³ lucht) in die geopende kast stroomt, en daar na sluiten afkoelt waar het bij die lage temperatuur bijvoorbeeld maximaal nog 2 g/m³ kan bevatten, zodat er 8-13 g/m³ zal condenseren of aanrijpen. 

Groet, Jan

Frits op 10 maart 2023 om 11:32
Hé, bedankt, dat is wèl een goede inhoudelijke reactie. Ik heb zèlf natuurlijk géén opleiding, zó, dat ik pedagogisch verantwoord kan beslissen hoe ik een duidelijke vraagstelling/gedachtenexperiment kan presenteren. De ´gemonteerde kraan met bak (B)´ er aan leek mij een vernauwing/verduidelijking van de vraag, omdat bij het openen van een ijskastdeur in principe ook lucht naar buiten kan stromen. In natuurkundeboekjes zie ik talloze van dit soort fictieve experimenten.     
Je antwoord neem ik mee in mijn nadenken (volgende stap) over een, wat dat betreft, véél vagere situatie (er kan luchtverplaatsing/tocht in het spel zijn). Het gaat om de uitspraak ´het vocht in je kamer zal altijd naar de koude plekken -zoals je raam- toe trekken´. Klopt deze uitspraak? Óók bij een koud raam zie ik dat relatieve luchtvochtigheid 100% plus is: condensatie. Wat kan dan de ´atractie´ voor vocht zijn om zich juist daarheen te verplaatsen? Groet, Frits.



Theo de Klerk op 10 maart 2023 om 12:16
>het vocht in je kamer zal altijd naar de koude plekken -zoals je raam- toe trekken´. Klopt deze uitspraak?

Nee of ja - dat hangt er maar vanaf hoe je het bekijkt. Als je ook gelooft dat je limonade in een rietje opzuigt, dan ja.  Maar het klopt niet - het is omdraaien van oorzaak en gevolg.
(luchtdruk duwt limonade omhoog door onderdruk in de mond)

Vocht gaat niet naar koude plekken. De hele ruimte heeft evenveel vocht in de lucht. Alleen bij koude plekken koelt de lucht af, wordt oververzadigd en DUS condenseert het vocht daar.

(zo wordt zelfs als het pijpenstelen regent in de buitenkou de kamer toch droger als je het raam openzet: koude lucht komt binnen, maar heeft weinig opgelost vocht. Warme lucht met veel vocht gaat naar buiten. Eenmaal raam dicht is er dus uiteindelijk minder vocht binnen).
Frits op 10 maart 2023 om 14:27
Há, precies! Maar nu deze: als het vocht bij het raam ´uit de lucht´ condenseert moet aldaar toch ´drogere´ lucht het resultaat er van zijn (in de buurt van het raam)? Dat zou voor mij dan ook evt. een verklaring kunnen zijn van (tòch) het zich verplaatsen van vochtmoleculen richting de (door condensatie) drogere lucht bij het raam. Dus: als vocht uit de lucht condenseert blijft er dan drogere lucht over?
Theo de Klerk op 10 maart 2023 om 15:05
Nee. In de kamer is het 20 graden met bijbehorende (onverzadigde) damp. Bij het raam 10 graden en water condenseert. De lucht bij het raam is 100% verzadigd.  Tenzij er een wind waait die deze koudere, drogere, lucht wegblaast, blijft de lucht daar langdurig zitten. Door convectie zal warme lucht naar de koudere gaan zodat die warmere lucht water doet neerslaan op het raam. Maar tegelijk beweegt de koudere lucht de kamer in, kan meer water opnemen en doet dat dan ook (neemt water mee van het raam). Er ontstaat een evenwicht. Daardoor zal niet alle water in de lucht in bakken neerslaan bij de ramen en de ruimte kurkdroog worden.
Frits op 10 maart 2023 om 17:02
Oei, daar gaan we; ik had mij al eens gerealiseerd dat het 100% accuraat beschrijven in natuurkunde veel woorden kan eisen. Ook juist wel leuk, natuurlijk.  
Ik pluk uit een bericht van Theo: De hele ruimte heeft evenveel vocht in de lucht.
En uit het bericht er na: De lucht bij het raam is 100% verzadigd. Tja, dàt duidt op een vochtige boel in deze ruimte! Ik ga er dan tòch maar van uit dat ´bij het raam´ de relatieve vochtigheid hoger is dan in ´de hele ruimte´; dat is (gelukkig) ook wat ik in mijn kamer waarneem.  
Ik lees: blijft de lucht daar langdurig zitten (bij dat raam dus); maar óók: tegelijk beweegt de koudere lucht de kamer in.
Ik lees: Door convectie zal warme lucht naar de koudere gaan En in Wiki: Convectie is warmtestroming via een gas of vloeistof. Dit kan plaatsvinden doordat een verschil in temperatuur een verschil in dichtheid veroorzaakt, maar ook door een drukverschil. In het laatste geval is er sprake van gedwongen convectie.
Tja, WAT gebeurt hier: Zorgt de toegenomen kenetische energie v.d. dampmoleculen het transport van ´de warmte´? Òf hebben we het hier over luchtverplaatsing (dus tòch ´wind´ of ´tocht´)? Of beide gelijktijdig? Eigenlijk klinkt het redelijk: de vochtmoleculen worden meegevoerd met de luchtstroom...

Ik lees: zodat die warmere lucht water doet neerslaan op het raam. Ik vind dat best een lastige, ondanks dat niet valt te ontkennen dat warme lucht een rol speelt in het gebeuren. Maar ìk observeer dat de kou bij het raam juist condensatie veroorzaakt. 
Óók deze: Maar tegelijk beweegt de koudere lucht de kamer in, kan meer water opnemen en doet dat dan ook (neemt water mee van het raam). Hier staat dat het gecondenseerde water (bij het raam) opnieuw verdampt, maar de zich verplaatsende lucht is bij het raam nog koud en wordt pas gaandeweg ´warm´....
Voor zover ik het nú bij elkaar kan puzzelen lijkt het of er meer sprake is van een evenwichtig PROCES en de laatste regel, hé, da´s ´n goeie, inderdaad: ik kan vaststellen dat de lucht in mijn kamer niet kurkdroog wordt! Maar...komt dat omdat druppels van het raam weer verdampen? Tja, het aanvullende vocht moet tòch ergens vandaan komen....Zit het zó?
Overigens leuk om te vertellen: in kassen wordt wel gebruik gemaakt van grote ventilatoren die de lucht naar een koelelement voeren, ter condensatie. In kassen wordt (soms) wèl gestreefd naar kurkdroge lucht (zie evt. youtube).






Theo de Klerk op 10 maart 2023 om 17:10

Tja, taal vereist ook een zekere interpretatie als het niet in juridische haarkloverij wil ontaarden. Bij natuurkunde moet je zo exact mogelijk zijn, maar "de ruimte bevat vocht" en "bij het raam 100% verzadigd" neemt impliciet aan dat overal hetzelfde geldt maar bij het raam een iets andere conditie geldt. Verder ga ik me niet in dit soort woordspelletjes verliezen.  Vocht gaat niet op koude plekken af. Punt.

Jan van de Velde op 10 maart 2023 om 20:35
De absolute vochtigheid (AV, gram waterdamp per m³ lucht) zal in heel de kamer overal nagenoeg gelijk zijn. Veronderstellen we even 9 g/m³ .
Daarmee is de relatieve vochtigheid (RV) ongeveer 50% , want lucht van 20 oC kan bij verzadiging (RV = 100%) om en nabij 18 g/m³ bevatten.
zie ook de grafiek hier een eind boven, in het bericht Jan van de Velde op 24 oktober 2022 om 10:13

Veronderstellen we dan een raam met enkel glas. In de winter zal de binnenkant van de ruit bijvoorbeeld 5 oC kunnen worden  Bij die temperatuur kan lucht maar maximaal ongeveer 7 g/m³ aan waterdamp bevatten. Gevolg: in een dunne laag vlakbij de ruit condenseert er waterdamp tegen de ruit. 

wordt vervolgd


Frits op 10 maart 2023 om 23:21
Hallo, Jan. Ja, dit kan ik volgen; mooie cliff-hanger! Hoe gaat dit verder? Als het vocht er uit condenseert krijgt deze dunne laag dan een lagere relatieve vochtigeid?
Theo gebruikt de term convectie en zeker als er plaatselijk verwarming is (kachel) in de kamer lijkt dat onvermijdelijk; ik denk dat ik dan van ´luchtverplaatsing´ mag spreken. Als dan de koude lucht bij het raam naar beneden valt zou warme lucht langs het plafond naar het koude raam kunnen bewegen, op die manier tevens het vocht daar heen transporterende...en dan zou in zekere zin ´vocht trekt altijd naar de koudste plekken´ tòch nog waar kunnen zijn!
Leuk waar Theo mee kwam: als condens langs de ramen druppelt heeft dat inderdaad geen kurkdroge kamerlucht tot gevolg...maar of dat nou komt omdat het gecondenseerde vocht weer verdampt...daar is toch verhitting voor nodig? In die plantenkassen gebruiken ´ze´ het principe wèl om droge(re) lucht te verkrijgen, maar ja, de effectiviteit van die grote apparaten ligt véél hoger. Ik wacht op het vervolg, groet, Frits.
Jan van de Velde op 10 maart 2023 om 23:50

Frits

Als het vocht er uit condenseert krijgt deze dunne laag dan een lagere relatieve vochtigeid?

 nee. Condensatie vindt pas plaats bij oververzadiging, dus vanaf een RV van 100%

Frits

Theo gebruikt de term convectie en zeker als er plaatselijk verwarming is (kachel) in de kamer lijkt dat onvermijdelijk; ik denk dat ik dan van ´luchtverplaatsing´ mag spreken. Als dan de koude lucht bij het raam naar beneden valt zou warme lucht langs het plafond naar het koude raam kunnen bewegen, op die manier tevens het vocht daar heen transporterende.

 dat is het tweede deel van het proces dat ik wilde aankaarten toen ik schreef: "wordt vervolgd" omdat ik ineens even dringend weg moest. 

maar dat het vocht "naar de koude plekken trekt" doet de waarheid echt geweld aan. Vis trekt ook niet naar de netten, ook niet "in zekere zin". Waterdamp circuleert door convectie gewoon met alle andere gasmoleculen mee door de ruimte en als het op die reis toevallig langs een koude plek komt zou een deel daar kunnen achterblijven in de vorm van condens (of rijp) 

Frits

Leuk waar Theo mee kwam: als condens langs de ramen druppelt heeft dat inderdaad geen kurkdroge kamerlucht tot gevolg...maar of dat nou komt omdat het gecondenseerde vocht weer verdampt...

Niks verdampen. In mijn voorgaande rekenvoorbeeld circuleerde er lucht met 9 g/m³ , bij 20oC ongeveer 9/18e = 50% RV. 
Condens bij 5oC ontstaat pas vanaf 7 g/m³ . In het ergste geval zal na geruime tijd de absolute vochtigheid in deze kamer dus dalen tot 7 g/m³ en als daarbij de ruimte op 20oC blijft zal de RV dus dalen tot 7/18e ≈ 40% .

groet, Jan


 

Frits op 11 maart 2023 om 11:40
Hé, wederom bedankt. Het lijkt of ik tòch nog iets mis. kijken of ik er achter kan komen.

1)Ik citeer Jan: 
nee. Condensatie vindt pas plaats bij oververzadiging, dus vanaf een RV van 100%
Nu begrijp ik: de RV wordt bepaald door temperatuur en absolute vochtigheid. Deze absolute vochtigheid zal ongetwijfeld dalen als druppels uit de lucht bij/op het raam neerslaan. Dàn zal de RV ook dalen en luidt het antwoord op mijn vraag ´Als het vocht er uit condenseert krijgt deze dunne laag dan een lagere relatieve vochtigeid?´:´Ja´....(?)

2)Ik citeer Theo:
Door convectie zal warme lucht naar de koudere gaan
Ik citeer Jan:
Waterdamp circuleert door convectie gewoon met alle andere gasmoleculen mee door de ruimte
Dit combinerende denk ik: ´Oh, die waterdamp lift dùs mee met de warme lucht (=´andere gasmoleculen´) richting ´koudere lucht´ (=bij het raam)...maar...dan zie ik niet zo het verschil met ´het vocht in je kamer zal altijd naar de koude plekken -zoals je raam- toe trekken´. Of ligt het gewoon aan de woordkeuze, moet ´trek´ worden vervangen door ´transport van...´ o.i.d.? Of moet ´vocht´ worden vervangen door ´een deel van het vocht´? Of is ´altijd´ de steen des aanstoots?

3)Ik lijk uit alle gegevens te kunnen opmaken dat onophoudelijke condensvorming bij een raam uiteindelijk een dalende RV in de kamer tot gevolg heeft. Tja, wat is ´kurkdroog´?

Er zijn nog meer vragen (zoals: hoe kan ik visualiseren dat warme lucht méér vocht kan bevatten, verplaatsen vochtmoleculen zich ook zonder luchtstroom, waarom zie ik bij weerstations ´RV=100%´ in combinatie met ´regenverwachting 2%´). Ik kan uit jullie berichten niet opmaken dat je tijd-te-kort-komt, dus die vragen stel ik graag later. Frits.
Jan van de Velde op 11 maart 2023 om 14:16

Frits

hoe kan ik visualiseren dat warme lucht méér vocht kan bevatten, 

kwestie van beweging en van kansen.  Read all about it:
https://www.natuurkunde.nl/vraagbaak/17460/vochtgehalte-lucht


Die kwestie van die trek van vocht naar koude plekken slaap je nog maar eens een paar nachtjes over. Zoals gezegd, vissen trekken ook niet naar een net.  

Frits

Nu begrijp ik: de RV wordt bepaald door temperatuur en absolute vochtigheid.

 yep
misschien nog duidelijker: 
relatieve vochtigheid (%)  = gemeten absolute vochtigheid gedeeld door de maximale absolute vochtigheid (bij de heersende temperatuur) x 100%  

bijvoorbeeld hieronder:

lucht van 20oC met een absoluut vochtgehalte van 10 g/m³ (middenin blauw cirkeltje) 
Bij dezelfde temperatuur omhoog, bij 17 g/m³ vinden we de dauwpuntslijn, bij verzadiging kan deze lucht dus max 17 g/m³ aan vocht bevattten. Pomp er meer in en je ziet nevel ontstaan. 
relatieve vochtigheid = 10/17 x 100% = 59 % 

Andere optie: koel deze lucht af. We gaan dus in de grafiek naar links en stuiten bij 11 oC op de dauwpuntslijn. Is er in dezelfde ruimte dus een plaats die een temperatuur van 10 oC heeft dan zal daarop condens gaan ontstaan 

Groet, Jan

Frits op 12 maart 2023 om 12:52
Hoi, Jan. Nou, zeg, bedankt, op deze manier kan ik nog vóór ik hier vragen ga stellen ´studeren´!

Jan meldde bij 2):
Die kwestie van die trek van vocht naar koude plekken slaap je nog maar eens een paar nachtjes over. Zoals gezegd, vissen trekken ook niet naar een net.

Díe nachtjes heb ik al achter de rug. Ik zag al eerder dat je mensen aanraade het zèlf maar uit te zoeken, maar ja, ´we´ worden juist uitgenodigd híer vragen te stellen, ´we´ stellen die vragen niet als ´we´ er met ´nachtjes slapen´ vanzelf achter komen.  Als je besluit géén antwoord te geven, nou ja, nix aan te doen, je zal wel een rede hebben.
Het is wèl een leuke aanleiding voor de volgende aanvulling: ik (heb géén verstand van vissen) zag documentaires waarbij op een dag een net wordt uitgezet; de volgende dag wordt het net opgehaald en ziedaar: er zit vis in! Dus tòch! De wonderen zijn de wereld nog niet uit.
Verder plakte jij zo mooi een foto van koelelementen in je bericht en ook ´ziedaar´: het bevroren vocht zit duidelijk op de koudste plaats....Juist daarom is het leuk hiervoor verklaringen te zoeken, misschien is de vraag te moeilijk. Het ziet er nog steeds uit alsof ´vocht naar de koudste plaats trekt´.

Respect voor dat mooie mollier-diagram, ik zag hem al eerder.
Ik grijp even terug naar een vorig bericht (Jan, 10-3-23), omdat mijn vraag 1) niet beantwoord werd. Ik doe een poging a.d.h.v. dit diagram.
Jan meldt: In de winter zal de binnenkant van de ruit bijvoorbeeld 5 oC kunnen worden Bij die temperatuur kan lucht maar maximaal ongeveer 7 g/m³ aan waterdamp bevatten.
Ik ben niet handig met grafieken, helaas, te weinig oefening. Lees ik goed af dat hier ´bijna 8 g/m³´ had moeten staan?
Gevolg: in een dunne laag vlakbij de ruit condenseert er waterdamp tegen de ruit. En: Veronderstellen we even 9 g/m³ (absolute vochtigheid in de kamer).
Nú kijk ik in het diagram. Volgens mij zal in de dunne laag lucht van  5 oC -omdat er condensatie plaats vindt- de dichtheid ρ afnemen van 9 g/m³ naar..tja, weet ik niet, bijv. 5 g/m³. De vraag 1)was: klopt dit?
Nou, succes, als gezegd: later meer nieuwe vragen. Frits.

Jan van de Velde op 12 maart 2023 om 14:25
dag Frits,

We zijn hier blijkbaar geheel zinloos bezig. Dus stoppen we er beter mee.
Fijne dag verder. 

Groet, Jan
Dit topic is gesloten voor verdere reacties.