Mit jelent a szublimáció a tudományban?

Előfordul, hogy könnyű felismerni a szavak jelentését a tudományban, mert jelentésük bizonyos aspektusait megosztják a mindennapi angollal. Az olyan tudományos fogalmak, mint az energia, az erő és a természetes szelekció is, többnyire közös megértésünk és köznyelvi jelentéseik kiterjesztése. A szublimációhoz nem. Még akkor is, ha ismeri a szó nem tudományos jelentését, ez a tudás nem segít Önnek, amikor a tudományban értelmezik. A tudományban a szublimáció a fizika és a kémia termodinamikának nevezett ágához kapcsolódik.

Anyagállamok

A legtöbb mindennapi anyag három fő fázis vagy állapot egyikében létezik: szilárd, folyékony vagy gáz. Az anyag megváltoztathatja az állapotokat anélkül, hogy megváltoztatná identitását. Például a jég, a víz és a gőz mind H2O; a jég szilárd fázisú H2O, a víz folyékony fázisú H2O, a gőz pedig a gázfázisú H2O. (Vegye figyelembe, hogy a H2O-ban lévő 2-nek al indexnek kell lennie.)

Fázisok megváltoztatása

Számos fázisváltozást már ismerünk: az olvadás a szilárd anyagból folyadékká válás; a forralás folyadékról gázra váltás; a szublimáció pedig egyszerűen szilárd anyagból gázzá válás.

Fázisdiagram

Hogyan változik a szilárd anyag gázzá? Nagyon gyorsan áthalad a folyadékfázison? Valamiféle magasabb dimenzióba szállít? Egy egyszerű fázisdiagram azt mutatja, hogy a szublimációs folyamat sokkal kevésbé bonyolult. Bizonyos hőmérsékleteken (az x tengely mentén növekszik) és nyomásokon (az y tengely mentén növekszik) minden anyag szilárd, folyékony vagy gáz fázisban létezik. Ahhoz, hogy a szilárd anyagot szublimáció útján gázzá változtassuk, anélkül, hogy olvadás és forrás történne, csökkenteni kell a nyomást. Ekkor át lehet lépni az egyetlen vonalon a szilárd és a gáz között.

Az átalakulás látens hője

Ha szilárd anyaghoz adunk hőt, a hőmérséklet addig emelkedik, amíg el nem éri a fázisdiagramon egy vonalat. Ezután a hőmérséklet emelkedése helyett a teljes hő felhasználásra kerül az anyag fázisának megváltoztatásához. Az ebben a folyamatban felhasznált hőt latens átalakulási hőnek nevezzük. Az anyag szilárd anyagból gázzá történő átalakításához használt hőt a szublimációs látens hőnek nevezzük. A hő elnyelődik a szilárd anyagból a gázba történő változásban, és (ugyanazon anyag azonos tömegére) ugyanolyan mennyiségű hő szabadul fel a gázból szilárdvá történő átalakuláskor (ezt a folyamatot lerakódásnak nevezik).

Példák a szublimációra

A szublimáció talán leghíresebb példája a szárazjég. A szárazjég szilárd szén-dioxid, amely szobahőmérsékleten szublimálódik gázfázisú szén-dioxiddá. A jód szublimálhat (annak ellenére, hogy szobahőmérsékleten folyadékként is létezhet), akárcsak a naftalin, a molygolyókban használt szerves vegyület. Az élelmiszer fagyasztva szárításának alapelve a szublimáció is.

  • Ossza meg
instagram viewer