Volumen und Wasserdampf
Wie im Beitrag zur „Adiabaten Kühlung“ bereits beschrieben, ist für einen Wechsel des Aggregatzustandes von Wasser in Dampf Energie notwendig, die dem Brandherd entzogen wird.
Ein weiterer, sehr wichtiger Aspekt ist jedoch die Volumenänderung, die eine Flüssigkeit beim wechseln in einen gasförmigen Aggregatzustand durchläuft.
Es geht dabei um die Gleichung zur Volumenberechnung idealer Gase:
p * V = n * R * T
p: Druck in Pa (1 Pa = 1 N/m^2)
V: Volumen in m^3
n: Stoffmenge in mol
T: Temperatur in K
R: universelle Gaskonstante = 8,314 J/(K * mol)
Um diese Berechnung anhand einer für uns Menschen besser verständlichen Größe wie Masse durchzuführen, ersetzen wir die Stoffmenge (n) durch Masse dividiert durch die Molmasse M (n=m/M) und man erhält die nachstehende Formel
p * V = m / M * R * T
Daraus lässt sich ableiten, dass aus 1L Wasser ca. 1,7 m3 (Kubikmeter) Wasserdampf entsteht. Das entspricht einer Volumenvergrößerung um Faktor 1.700.
Selbst wenn der Durchmesser unserer Wassernebeltröpfchen nur 40µ (tausendstel Millimeter) beträgt, dehnt sich ihr Volumen um das 1.700-fache aus. Diese spontane Ausdehnung ist der zweite Vorteil von Wassernebel im Einsatz bei der Brandbekämpfung, denn neben dem adiabatischen Kühleffekt verdrängt der sich rasch ausdehnende Wasserdampf die Umgebungsluft und trennt das Feuer vom benötigen Sauerstoff. Siehe auch Brandschutz.