Dnes budeme hovořit o jednom z termodynamických procesů, které se v přírodě obvykle vyskytují. Je to o reverzní sublimace. Dochází k němu, když dojde k exotermické změně skupenství z plynu na pevnou látku, aniž by nejprve přecházela přes její kapalnou fázi. Má další názvy, jako je regresivní sublimace nebo depozice.
V tomto článku vám řekneme všechny charakteristiky, jak k tomu dochází a jak důležitá je reverzní sublimace.
Hlavní charakteristiky
Jedná se o exotermický proces, protože plynné částice musí ztrácet energii ve formě tepla a dodávat ji životnímu prostředí. Tímto způsobem se dosáhne toho, že produkt této reakce má méně energie než energie reaktantů. Takovým způsobem, že se dostatečně ochladí které mohou na povrchu vytvářet krystaly, tuhnout nebo zmrznout. Tento proces reverzní sublimace lze vidět tam, kde je dostatečně ledový povrch, takže na něj lze přímo ukládat krystaly.
Když mluvíme o depozici, nemluvíme o tom, že částice se ukládají z plynné fáze, aniž by povrch skutečně zvlhčily. Normálně najdeme jevy inverzní sublimace na ledových objektech, jako je mráz, který se během zimy ukládá na listí. Tuto depozici můžeme detekovat, protože je tvořena tenkou vrstvou krystalů, i když to může být také zdánlivý prach nebo jíl.
Díky kontrole tohoto procesu Lze získat nové vícevrstvé materiály, kde každá vrstva sestává ze specifické pevné látky, která se ukládá fyzikálními i chemickými procesy. Chcete-li lépe porozumět tomuto jevu, můžete se podívat na informace o kondenzace a sublimace a stavy vody.
Role reverzní sublimace
Je to, jak naznačuje jeho název, sublimace složeného procesu. Nezačíná to odpařováním pevné látky, ale plynem, který tuhne nebo zmrzne. Může být docela překvapivé si myslet, že plyn může být ochlazován do takové míry, že přes něj ani nemusí procházet, byl na prvním místě kapalný.
Podívejme se, jakou roli má povrch při reverzní sublimaci. Když je plyn vysoce neuspořádaný a difúzní, začne přeskupovat své údaje a ustavit se jako pevná látka, když teploty klesnou. Toto přeskupení je termodynamicky obtížné provést. A je to tak, že potřebuje typ podpory, který je schopen přijímat plynné částice, aby mohly být koncentrovány. Jakmile jsou částice koncentrovány, mohou vzájemně interagovat a směňovat teplo s chladnějším povrchem.
Takto ztrácejí energii díky povrchu fungujícímu jako výměník tepla. Jak si částice vyměňují teplo s chladnějším povrchem, zpomalují se a tvoří se první krystalická jádra. Tato jádra slouží k ukládání dalších skupin částic a zbytku okolního plynu. Díky této struktuře se může začít tvořit reverzní sublimace. Konečným výsledkem tohoto procesu je, že se na povrchu vytvoří vrstva pevného skla. Chcete-li se dozvědět více o skupenstvích vody, můžete navštívit náš článek na .
Podmínky pro zpětnou sublimaci
Aby tento proces mohl proběhnout, musí být splněno několik podmínek. První je, že povrch kontaktu s částicemi musí mít teplotu pod bodem mrazu. Tohle znamená tamto Plyn musí být podchlazen tak, že jakmile se dotkne hladiny, může být narušena jeho stabilita.
Na druhou stranu, pokud je povrch dostatečně chladný, může být vyšší teplota plynu přenesena rychleji, aby se všechny částice přizpůsobily struktuře na povrchu. Existuje řada metod reverzní sublimace, kdy kontaktní povrch nemusí být ani studený, aby proběhla reakce. Technologický průmysl s tímto procesem hodně pracuje a nazývá se to chemická depozice par spalováním.
Příklady
Podívejme se, jaké jsou hlavní příklady tohoto typu procesů. Když vyndáme pivo z lednice, sklenice je pokryta bílou. Láhev navíc nabízí dostatečný povrch, aby se molekuly vodní páry srazily a rychle ztratily veškerou svou energii. Pokud je sklenice, která zakrývá pivo, černá, bude bílá barva mnohem nápadnější. Můžeme trhat nehtem, abychom viděli, že pára ztuhla.
Někdy je tento proces tak, že pivo zakryje bílý mráz. Účinek trvá krátkou dobu, protože v průběhu minut kondenzuje a vlhne v ruce.
Dalším příkladem je mráz. Stejně jako se to děje na stěnách pivní láhve, tento proces má i námraza, která se ukládá na vnitřních stěnách některých chladniček. Tyto vrstvy ledových krystalů lze také pozorovat u tuňáka ploutvového na úrovni země. Je to mráz, který nepadá z nebe jako sníh. Vzduch je prostě tak studený, že při dopadu na povrch rostlin přímo zmrzne. Přecházejí z plynného skupenství do pevného skupenství. Více informací o podobných jevech viz cirrus.
Fyzikální a chemická depozice
Doposud jsme mluvili pouze o vodě. Může se však vyskytovat i u jiných látek nebo sloučenin. Předpokládejme, že máme komoru, kde existují plynné částice zlata. Zde můžeme představit ledový a odolný předmět a na tento předmět se budou ukládat vrstvy zlata. Totéž by se stalo s jinými kovy nebo sloučeninami, pokud není nutné zvýšení tlaku k vytvoření vakua.
Na druhou stranu máme chemickou depozici. Pokud dochází k chemické reakci mezi plynem a povrchem, jedná se o chemickou depozici. To se běžně používá pro polymerní potahování v průmyslu. Díky chemickému nanášení jsou povrchy jako diamant, wolfram, nitridy, karbidy, křemík, grafen atd. Ošetřeny.
Jak vidíte, reverzní sublimace je přirozený proces, z něhož mají lidé prospěch pro různá použití v průmyslu. Doufám, že s těmito informacemi se dozvíte více o reverzní sublimaci a o tom, jak k ní dochází.