Flüssiges Wasser ist bei normalem Luftdruck (= 1.013 mbar absoluter Druck) oberhalb von 100 °C nicht stabil. Es verdampft schnell. Unterhalb von 100 °C verdampft flüssiges Wasser aber auch, wenn sich darüber trockene Luft befindet. Dies geschieht aber recht langsam.
Man kann flüssiges Wasser aber auch rasch bei Zimmertemperatur verdampfen, wenn man den Druck über dem flüssigen Wasser mit einer Vakuumpumpe stark reduziert. Bei 20 °C siedet flüssiges Wasser, wenn der Druck auf 23 mbar absolut abgesenkt wurde. Mit den ölgeschmierten Vakuumpumpen der GUT mbH ist dieser niedrige Druck leicht zu erreichen.
Dieses Trocknungsverfahren wird zum Beispiel zur Trocknung von Metallteilen im Maschinenbau eingesetzt.
Wenn flüssiges Wasser verdampft, muss Verdampfungswärme aufgebracht werden. Die Wärme wird dem flüssigen Wasser entzogen. Es kühlt ab. Wenn zu rasch verdampft wird und nicht genügend Wärme nachgeliefert werden kann, dann gefriert das flüssige Wasser zu Eis.
Die folgenden drei Fotos zeigen einen durchsichtigen Behälter mit einer Wasserpfütze, der an eine Vakuumpumpe angeschlossen ist. Der Versuch wird bei Zimmertemperatur (20 °C) ausgeführt.
Foto 1: Beim Einschalten der Vakuumpumpe ist das Wasser noch flüssig.
Foto 2: Wenige Sekunden später siedet das Wasser.
Foto 3: Wenige Sekunden weiter ist das siedende Wasser zu Eis gefroren.
Hauptursache für das unerwünschte Gefrieren ist hier, dass der Versuch auf einer Kunststoffplatte (schwarz) ausgeführt wurde. Dieses Material leitet die Wärme schlecht. Somit kann nicht genügend Wärme an das flüssige Wasser herangeführt werden. Der Entzug der Verdampfungswärme aus dem Wasser lässt dieses gefrieren.
Sollen Wassertropfen auf Metallteilen getrocknet werden, kann das Wasser nicht so schnell gefrieren, da Metall ein guter Wärmeleiter ist. Eventuell muss aber auch hier die Temperatur erhöht werden, um ein Gefrieren zu verhindern.
Der abgesaugte Wasserdampf strömt durch die Ölfüllung der Vakuumpumpe hindurch. Bei den größeren ölgeschmierten Vakuumpumpen wird angegeben, wieviel Wasserdampf eine Vakuumpumpe maximal verträgt (z.B. 0,7 kg/h bei der Vakuumpumpe LB.25).