Atšķirība starp sublimāciju un siltuma pārnesi

galvenā atšķirība starp sublimāciju un siltuma pārnesi tas ir sublimācija ir izmaiņas materiāla stāvoklī, turpretī siltuma pārnese ir enerģijas stāvokļa izmaiņas.

Sublimācija un siltuma pārnese ir divas tēmas, kuras mēs apspriežam enerģētikā un matērijas stāvoklī. Šie jēdzieni ir ļoti svarīgi, pētot tādas jomas kā termodinamika, vielas pāreja, enerģijas ģenerēšana un enerģijas pārvade, kā arī gandrīz katrā mehāniskā sistēmā. Tāpēc ir svarīgi skaidri saprast šos jēdzienus, lai sasniegtu izcilību iepriekšminētajās jomās.

SATURS

1. Pārskats un galvenās atšķirības
2. Kas ir sublimācija 
3. Kas ir siltuma pārnese
4. Salīdzinājums blakus - sublimācija pret siltuma pārnesi tabulas formā
5. Kopsavilkums

Kas ir sublimācija?

Sublimācija ir process, kurā materiāla stāvokli maina tieši no cietas vielas uz gāzi, neiziet cauri šķidrai fāzei. Parasti, kad mēs sasildām cietu vielu līdz tās kušanas temperatūrai, tā mainīs savu fāzi uz šķidrumu. Kad šķidrums tiek uzkarsēts līdz tā viršanas temperatūrai, tas mainīs stāvokli uz gāzi. Sublimācijas gadījumā tas tā nav. Sublimācija ir tiešas stāvokļa maiņas process no cietas uz gāzi.

01. attēls. Sausa ledus sublimācija

Mēs varam novērot šo procesu tikai īpašās situācijās, izmantojot īpašus materiālus. Tīrs naftalīns ir tāds sublimējošs materiāls. Vēl viena viela, kas sublimē, ir cietais oglekļa dioksīds, ko sauc arī par sauso ledu. Joda kristāli, ledus un sniegs dažos apstākļos rīkojas kā sublimējoši materiāli. Miglainā gāze, kas izdalās no ledus kuba, sublimē ledu.

Kas ir siltuma pārnese?

Vispirms mums jāsaprot siltuma jēdziens, lai izprastu siltuma pārneses jēdzienu. Siltumenerģija jeb siltums ir sistēmas iekšējās enerģijas forma. Siltumenerģija ir sistēmas temperatūras iemesls. Tas rodas sistēmas molekulu nejaušu kustību dēļ. Katrā sistēmā, kuras temperatūra pārsniedz absolūto nulli, ir pozitīva siltumenerģija. Paši atomi nesatur siltumenerģiju. Bet atomiem ir kinētiskā enerģija. Kad šie atomi saduras viens ar otru un ar sistēmas sienām, tie izdala siltumenerģiju kā fotoni. Šādas sistēmas sildīšana palielinās sistēmas siltumenerģiju. Jo augstāka ir sistēmas siltumenerģija, jo lielāka ir sistēmas nejaušība.

2. attēls. Siltuma pārneses mehānismi

Attēlā parādītas četras galvenās siltuma pārneses metodes: iztvaikošana, vadīšana, konvekcija, starojums. Siltuma pārnese ir siltuma pārvietošanās no vienas vietas uz otru. Ja divas sistēmas, kas ir savstarpēji saskarē, atrodas dažādās temperatūrās, siltums no objekta, kas ir augstāks, plūdīs uz objektu ar zemāku temperatūru, līdz temperatūra būs vienāda. Temperatūras gradients ir nepieciešams spontānai siltuma pārnešanai. Mēs mēra siltuma pārneses ātrumu vatos, savukārt siltuma daudzumu mēra džoulos. Vienības vats ir vienāds ar “džouliem laika vienībā”.

Kāda ir atšķirība starp sublimāciju un siltuma pārnesi?

Sublimācija ir process, kurā materiāla stāvokli maina tieši no cietas vielas uz gāzi, neiziet cauri šķidrai fāzei. Siltuma pārnese ir siltuma pārvietošanās no vienas vietas uz otru. Galvenā atšķirība starp sublimāciju un siltuma pārnesi ir tāda, ka sublimācija ir izmaiņas stāvokļa stāvoklī, savukārt siltuma pārnešana ir enerģijas stāvokļa izmaiņas. Bez tam siltumu var pārveidot par citiem enerģijas veidiem un pēc tam pārnest, bet sublimācijā šādas izmaiņas nav iespējamas. Turklāt sublimācija ir arī siltuma pārnešana no vielas cietā stāvokļa uz gāzes stāvokli.

Zemāk ir salīdzinošs kopsavilkums par atšķirību starp sublimāciju un siltuma pārnesi.

Kopsavilkums - sublimācija pret siltuma pārnesi

Sublimācija ir tieši saistīta ar siltuma pārnesi, jo tā ietver vielas siltuma pārnesi, kas pāriet no vienas vielas fāzes uz citu. Galvenā atšķirība starp sublimāciju un siltuma pārnesi ir tāda, ka sublimācija ir materiāla stāvokļa izmaiņas, savukārt siltuma pārnešana ir enerģijas stāvokļa izmaiņas..

Atsauce:

1. María Dolores Luque de Castro, José Luis Luque García, paņēmienos un instrumentos analītiskajā ķīmijā, 2002. gads.
2. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. “Sublimācijas definīcija (fāzes pāreja ķīmijā).” ThoughtCo, 2019. gada 13. janvārī, pieejams šeit.

Attēla pieklājība:

1. “Sausa ledus sublimācija 1”, autors Kristofers no Salemas, OR, ASV - izklaide ar sausu ledu 1 Augšupielādēja Diaa_abdelmoneim (CC BY-SA 2.0), izmantojot Commons Wikimedia
2. BruceBlaus “siltuma pārnešana” - pašu darbs (CC BY-SA 4.0), izmantojot Commons Wikimedia