Čo znamená sublimácia vo vede?

Niekedy je ľahké rozlíšiť význam slov vo vede, pretože zdieľajú niektoré aspekty svojich významov s každodennou angličtinou. Vedecké koncepty ako energia, sila a dokonca aj prírodný výber sú väčšinou rozšírením nášho spoločného porozumenia a ich hovorových významov. Inak to nie je na sublimáciu. Aj keď poznáte nevedecký význam slova, tieto vedomosti vám nepomôžu, pokiaľ ide o význam vo vede. Vo vede má sublimácia súvislosť s odvetvím fyziky a chémie, ktoré sa nazýva termodynamika.

Stavy hmoty

Väčšina každodennej hmoty existuje v jednej z troch hlavných fáz alebo stavov: pevná látka, kvapalina alebo plyn. Hmota môže meniť stavy bez zmeny svojej identity. Napríklad ľad, voda a para sú všetky H2O; ľad je pevná fáza H2O, voda je kvapalná fáza H2O a para je plynná fáza H2O. (Upozorňujeme, že dvojka v H2O by mala byť dolným indexom.)

Zmena fáz

Poznáme už veľa fázových zmien: tavenie je zmena z pevnej látky na kvapalnú; var je zmena z kvapaliny na plyn; a sublimácia je jednoducho zmena z tuhej látky na plynnú.

Fázový diagram

Ako sa tuhá látka zmení na plyn? Prechádza kvapalnou fázou veľmi rýchlo? Transportuje sa do akejsi vyššej dimenzie? Jednoduchý fázový diagram ukazuje, že proces sublimácie je oveľa menej komplikovaný. Pri určitých teplotách (zvyšujúcich sa pozdĺž osi x) a tlakoch (zvyšujúcich sa pozdĺž osi y) bude každá látka existovať buď v pevnej, kvapalnej alebo plynnej fáze. Ak chcete zmeniť tuhú látku na plyn sublimáciou bez toho, aby ste prešli tavením a varom, musí sa znížiť tlak. Potom je možné prekročiť jednu čiaru medzi tuhou látkou a plynom.

Latentné teplo transformácie

Keď k pevnej látke pridáte teplo, teplota bude stúpať, až kým nedosiahne čiaru vo fázovom diagrame. Potom sa namiesto zvýšenia teploty použije všetko teplo na zmenu fázy látky. Teplo použité v tomto procese sa nazýva latentné teplo transformácie. Teplo použité na zmenu látky z tuhej látky na plyn sa nazýva latentné teplo sublimácie. Teplo sa absorbuje pri zmene z tuhej látky na plyn a (pri rovnakej hmotnosti tej istej látky) sa rovnaké množstvo tepla uvoľňuje pri zmene z plynu na tuhú látku (proces sa nazýva depozícia).

Príklady sublimácie

Azda najslávnejším príkladom sublimácie je suchý ľad. Suchým ľadom je tuhý oxid uhličitý, ktorý pri teplote miestnosti sublimuje na oxid uhličitý v plynnej fáze. Jód môže sublimovať (aj keď môže tiež existovať ako kvapalina pri izbovej teplote), rovnako ako naftalén, organická zlúčenina používaná pri moliach. Sublimácia je tiež princípom, ktorý stojí za lyofilizáciou potravín.

  • Zdieľam
instagram viewer