Verdampfungskühlung - LinkFang.de





Verdampfungskühlung


Durch Abpumpen des Dampfes über einer Flüssigkeit kann diese abgekühlt werden. Der Dampfdruck an der Oberfläche der Flüssigkeit bildet sich in erster Linie durch Atome bzw. Moleküle mit gegenüber dem Mittelwert höherer kinetischer Energie, die sich dadurch aus der Flüssigkeit lösen können. Werden diese Teilchen abgepumpt, sinkt die mittlere kinetische Energie im System. Das ist gleichbedeutend mit einer tieferen Temperatur.

4He-Verdampfungskühlung

Um tiefe Temperaturen zu erzeugen, nutzt man als Ausgangspunkt in der Regel flüssiges Helium (Siedetemperatur: 4,21 Kelvin). Durch Pumpen an einem 4He-Bad lässt sich eine Temperatur von etwa 0,8 K kontinuierlich aufrechterhalten.

Da ein großer Teil (mehr als 40 % der Flüssigkeit) abgepumpt werden müsste, um eine derartige Kühlung zu erreichen, pumpt man im Fall von 4He-Verdampfungskühlung nicht direkt am Bad, sondern an einem thermisch isolierten Topf, der über eine Impedanz aus dem Bad des Kryostaten nachgespeist wird. In einer Anordnung (einem Kryostaten) für ultratiefe Temperaturen wird diese Stufe daher meistens als 1K-Platte bzw. 1K-Flansch bezeichnet.

Siehe auch: Tieftemperaturphysik

3He-Verdampfungskühlung

Durch die Nutzung des seltenen Isotops 3He lässt sich dadurch sogar eine Kühlung auf etwa 0,3 K erzielen. Der Grund hierfür ist vor allem die kleinere Masse der Atome, die zu einem deutlich höheren Dampfdruck führt (bei 1 K um einen Faktor von mehr als 500). In diesem Fall wird ein vom Helium-Bad isolierter Kreislauf des seltenen Isotops verwendet.

Literatur

  • Charles Kittel, Herbert Krömer:Thermodynamik. 6. verbesserte Auflage, Oldenbourg Verlag, München 2013, ISBN 978-3-486-73607-6.
  • Rudolf Plank (Hrsg):Handbuch der Kältetechnik. Zwölfter Band, Springer Verlag Berlin Heidelberg GmbH, Berlin Heidelberg 1967.

Siehe auch

Weblinks


Kategorien: Keine Kategorien vorhanden!

Quelle: Wikipedia - http://de.wikipedia.org/wiki/Verdampfungskühlung (Vollständige Liste der Autoren des Textes [Versionsgeschichte])    Lizenz: CC-by-sa-3.0

Änderungen: Alle Bilder mit den meisten Bildunterschriften wurden entfernt. Ebenso alle zu nicht-existierenden Artikeln/Kategorien gehenden internen Wikipedia-Links (Bsp. Portal-Links, Redlinks, Bearbeiten-Links). Entfernung von Navigationsframes, Geo & Normdaten, Mediadateien, gesprochene Versionen, z.T. ID&Class-Namen, Style von Div-Containern, Metadaten, Vorlagen, wie lesenwerte Artikel. Ansonsten sind keine Inhaltsänderungen vorgenommen worden. Weiterhin kann es durch die maschinelle Bearbeitung des Inhalts zu Fehlern gerade in der Darstellung kommen. Darum würden wir jeden Besucher unserer Seite darum bitten uns diese Fehler über den Support mittels einer Nachricht mit Link zu melden. Vielen Dank!

Stand der Informationen: August 201& - Wichtiger Hinweis: Da die Inhalte maschinell von Wikipedia übernommen wurden, ist eine manuelle Überprüfung nicht möglich. Somit garantiert LinkFang.de nicht die Richtigkeit und Aktualität der übernommenen Inhalte. Sollten die Informationen mittlerweile fehlerhaft sein, bitten wir Sie darum uns per Support oder E-Mail zu kontaktieren. Wir werden uns dann innerhalb von spätestens 10 Tagen um Ihr Anliegen kümmern. Auch ohne Anliegen erfolgt mindestens alle drei Monate ein Update der gesamten Inhalte.