Czasami łatwo jest odróżnić znaczenie słów w nauce, ponieważ mają one wspólne znaczenie z potocznym angielskim. Pojęcia naukowe, takie jak energia, siła, a nawet dobór naturalny, są w większości rozszerzeniem naszego powszechnego rozumienia i ich potocznych znaczeń. Nie dotyczy to sublimacji. Nawet jeśli znasz nienaukowe znaczenie tego słowa, ta wiedza nie pomoże ci, jeśli chodzi o jego znaczenie w nauce. W nauce sublimacja ma związek z dziedziną fizyki i chemii zwaną termodynamiką.
Stany materii
Większość codziennej materii istnieje w jednej z trzech głównych faz lub stanów: stałej, ciekłej lub gazowej. Materia może zmieniać stany bez zmiany swojej tożsamości. Na przykład lód, woda i para to H2O; lód to H2O w fazie stałej, woda to H2O w fazie ciekłej, a para wodna to H2O w fazie gazowej. (Zauważ, że 2 w H2O powinno być indeksem dolnym.)
Fazy zmiany
Znamy już wiele zmian fazowych: topienie to zmiana ze stanu stałego w ciecz; wrzenie to przejście z cieczy w gaz; a sublimacja to po prostu zamiana ciała stałego w gaz.
Diagram fazowy
Jak ciało stałe zmienia się w gaz? Czy bardzo szybko przechodzi przez fazę ciekłą? Czy przenosi się do jakiegoś wyższego wymiaru? Prosty diagram fazowy pokazuje, że proces sublimacji jest znacznie mniej skomplikowany. W określonych temperaturach (rosnących wzdłuż osi x) i ciśnieniach (rosnących wzdłuż osi y) każda substancja będzie występować w fazie stałej, ciekłej lub gazowej. Aby zamienić ciało stałe w gaz poprzez sublimację bez przechodzenia przez topienie i gotowanie, należy obniżyć ciśnienie. Wtedy możliwe jest przekroczenie pojedynczej linii między ciałem stałym a gazem.
Utajone ciepło transformacji
Kiedy dodasz ciepło do ciała stałego, temperatura wzrośnie, aż osiągnie linię na diagramie fazowym. Wówczas zamiast wzrostu temperatury całe ciepło jest wykorzystywane do zmiany fazy substancji. Ciepło wykorzystywane w tym procesie nazywa się utajonym ciepłem przemiany. Ciepło używane do zmiany substancji z ciała stałego w gaz nazywa się utajonym ciepłem sublimacji. Ciepło jest pochłaniane podczas zmiany z ciała stałego w gaz i (dla tej samej masy tej samej substancji) taka sama ilość ciepła jest uwalniana podczas zmiany z gazu w ciało stałe (proces zwany osadzaniem).
Przykłady sublimacji
Chyba najbardziej znanym przykładem sublimacji jest suchy lód. Suchy lód to stały dwutlenek węgla, który sublimuje do dwutlenku węgla w fazie gazowej w temperaturze pokojowej. Jod może sublimować (chociaż może również występować w postaci cieczy w temperaturze pokojowej), podobnie jak naftalen, związek organiczny używany w kulkach na mole. Sublimacja to także zasada liofilizacji żywności.