Parfois, il est facile de discerner le sens des mots en science car ils partagent certains aspects de leur signification avec l'anglais de tous les jours. Les concepts scientifiques comme l'énergie, la force et même la sélection naturelle sont pour la plupart des extensions de notre compréhension commune et de leurs significations familières. Ce n'est pas le cas pour la sublimation. Même si vous connaissez le sens non scientifique du mot, cette connaissance ne vous aidera pas en ce qui concerne sa signification en science. En science, la sublimation concerne la branche de la physique et de la chimie appelée thermodynamique.
États de la matière
La plupart des matières courantes existent dans l'une des trois phases ou états principaux: solide, liquide ou gazeux. La matière peut changer d'état sans changer d'identité. Par exemple, la glace, l'eau et la vapeur sont toutes H2O; la glace est en phase solide H2O, l'eau est en phase liquide H2O et la vapeur est en phase gazeuse H2O. (Notez que le 2 dans H2O doit être un indice.)
Changement de phase
Nous connaissons déjà de nombreux changements de phase: la fusion est le passage d'un solide à un liquide; l'ébullition est le passage d'un liquide à un gaz; et la sublimation est simplement le passage d'un solide à un gaz.
Diagramme de phase
Comment un solide se transforme-t-il en gaz? Passe-t-il très rapidement dans la phase liquide? Est-ce qu'il transporte vers une sorte de dimension supérieure? Un simple diagramme de phases montre que le processus de sublimation est beaucoup moins compliqué. À certaines températures (augmentant le long de l'axe des x) et pressions (augmentant le long de l'axe des y), chaque substance existera en phase solide, liquide ou gazeuse. Pour changer un solide en gaz par sublimation sans passer par la fusion et l'ébullition, la pression doit être abaissée. Il est alors possible de franchir la ligne unique entre solide et gaz.
Chaleur latente de transformation
Lorsque vous ajoutez de la chaleur à un solide, la température augmente jusqu'à ce qu'elle atteigne une ligne sur le diagramme de phase. Ensuite, au lieu d'augmenter la température, toute la chaleur est utilisée pour changer la phase de la substance. La chaleur utilisée dans ce processus est appelée chaleur latente de transformation. La chaleur utilisée pour transformer une substance solide en gaz est appelée chaleur latente de sublimation. La chaleur est absorbée lors du passage du solide au gaz et (pour la même masse de la même substance) la même quantité de chaleur est libérée lors du retour du gaz au solide (un processus appelé dépôt).
Exemples de sublimation
L'exemple le plus célèbre de sublimation est peut-être la glace sèche. La glace sèche est du dioxyde de carbone solide qui se sublime en dioxyde de carbone en phase gazeuse à température ambiante. L'iode peut sublimer (même s'il peut également exister sous forme liquide à température ambiante), tout comme le naphtalène, un composé organique utilisé dans les boules à mites. La sublimation est également le principe de la lyophilisation des aliments.