Uneori, este ușor să discerneți sensul cuvintelor în știință, deoarece acestea împărtășesc un anumit aspect al semnificațiilor lor cu engleza de zi cu zi. Conceptele științifice precum energia, forța și chiar selecția naturală sunt în mare parte extensii ale înțelegerii noastre comune și a semnificațiilor lor colocviale. Nu este așa pentru sublimare. Chiar dacă cunoașteți sensul non-științific al cuvântului, acea cunoaștere nu vă va ajuta atunci când vine vorba de semnificația sa în știință. În știință, sublimarea are legătură cu ramura fizicii și chimiei numită termodinamică.
State of Matter
Majoritatea materiilor de zi cu zi există în una din cele trei faze sau stări principale: solid, lichid sau gazos. Materia poate schimba stările fără a-și schimba identitatea. De exemplu, gheața, apa și aburul sunt H2O; gheața este fază solidă H2O, apa este fază lichidă H2O și aburul este fază gazoasă H2O. (Rețineți că 2 din H2O ar trebui să fie un indice.)
Modificarea fazelor
Suntem deja familiarizați cu multe schimbări de fază: topirea este schimbarea de la un solid la un lichid; fierberea este schimbarea de la un lichid la un gaz; iar sublimarea este pur și simplu schimbarea de la un solid la un gaz.
Diagrama fazelor
Cum se transformă un solid într-un gaz? Trece foarte repede prin faza lichidă? Se transportă la un fel de dimensiune superioară? O diagramă simplă de fază arată că procesul de sublimare este mult mai puțin complicat. La anumite temperaturi (crescând de-a lungul axei x) și presiuni (crescând de-a lungul axei y), fiecare substanță va exista fie într-o fază solidă, lichidă sau gazoasă. Pentru a schimba un solid într-un gaz prin sublimare fără a trece prin topire și fierbere, presiunea trebuie scăzută. Apoi, este posibil să traversezi linia unică între solid și gaz.
Căldura latentă a transformării
Când adăugați căldură unui solid, temperatura va crește până când va ajunge la o linie pe diagrama de fază. Apoi, în loc să crească temperatura, toată căldura este utilizată la schimbarea fazei substanței. Căldura utilizată în acest proces se numește căldură latentă de transformare. Căldura utilizată pentru a schimba o substanță dintr-un solid în gaz se numește căldura latentă a sublimării. Căldura este absorbită în trecerea de la solid la gaz și (pentru aceeași masă a aceleiași substanțe) se eliberează aceeași cantitate de căldură în schimbarea de la gaz la solid (un proces numit depunere).
Exemple de sublimare
Poate cel mai faimos exemplu de sublimare este gheața uscată. Gheața uscată este dioxid de carbon solid care se sublimează în fază gazoasă dioxid de carbon la temperatura camerei. Iodul poate fi sublim (chiar dacă poate exista și sub formă de lichid la temperatura camerei), la fel ca naftalina, un compus organic utilizat în naftalină. Sublimarea este, de asemenea, principiul din spatele liofilizării alimentelor.