Täna räägime ühest termodünaamilisest protsessist, mis tavaliselt looduses toimub. See on umbes vastupidine sublimatsioon. See toimub siis, kui eksotermiline olek muutub gaasist tahkeks, ilma et see oleks enne vedeliku faasi muundatud. Sellel on muid nimesid, nagu regressiivne sublimatsioon või ladestumine.
Selles artiklis räägime teile kõik omadused, kuidas see juhtub ja kui oluline on vastupidine sublimatsioon.
põhijooned
See on eksotermiline protsess, kuna gaasilised osakesed peavad soojuse kujul energiat kaotama ja selle keskkonnale andma. Sel viisil saavutatakse, et selle reaktsiooni saadusel on vähem energiat kui reagentidel. Nii, et see jahtub piisavalt mis võivad pinnal moodustada kristalle, tahkuda või külmuda. Seda vastupidist sublimatsiooniprotsessi saab näha seal, kus on piisavalt jäine pind, nii et sellele saab otse kristalle ladestuda.
Kui räägime sadestumisest, ei pea me silmas asjaolu, et osakesed ladestuvad gaasifaasist ilma pinda tegelikult niisutamata. Tavaliselt leiame jäädel esemetel vastupidise sublimatsiooni nähtused, näiteks talvel lehtedele sadestunud pakane. Selle sadestumise võime tuvastada, kuna selle moodustab õhuke kristallikiht, ehkki see võib olla ka näiline tolm või savi.
Tänu selle protsessi juhtimisele Uusi mitmekihilisi materjale saab nii, et iga kiht koosneb konkreetsest tahkest ainest, mis sadestub nii füüsikaliste kui ka keemiliste protsesside abil.
Pööratud sublimatsiooni roll
Nagu nimigi ütleb, on see liitprotsessi sublimatsioon. See ei alga tahkest aurust, vaid tahkestuvast või külmuvast gaasist. Võib olla üsna üllatav mõelda, et gaasi saab jahutada nii palju, et seda pole isegi vaja läbida, on see olnud vedel.
Vaatame, milline on pinna roll vastupidises sublimatsioonis. Kui gaas on väga ebakorrapärane ja hajus, hakkab see temperatuuri langedes oma üksikasju ümber korraldama ja ennast tahkeks. Seda ümberkorraldamist on termodünaamiliselt keeruline teostada. Ja see vajab seda tüüpi tuge, mis on võimeline vastu võtma gaasi osakesi, et neid saaks kontsentreerida. Kui osakesed on kontsentreerunud, saavad nad üksteisega suhelda, et soojust külmema pinnaga vahetada.
Nii kaotavad nad energiat tänu pinnale, mis toimib soojusvahetina. Kui osakesed vahetavad soojust külmema pinnaga, aeglustuvad nad ja moodustuvad esimesed kristalltuumad. Need tuumad toimivad nii, et saab ladestuda teisi osakeste rühmi ja ülejäänud ümbritsevat gaasi. Tänu sellele struktuurile võib hakata tekkima vastupidine sublimatsioon. Selle protsessi lõpptulemus on see, et pinnale moodustub tahke kristallkiht.
Pööratud sublimatsiooni esinemise tingimused
Selle protsessi toimumiseks peab esiteks olema mitu tingimust. Esimene on see, et osakestega kokkupuutuva pinna temperatuur peab olema külmumispunktist madalam. See tähendab seda gaas tuleb ülejahutada nii, et niipea kui see pinda puudutab, võib kogu selle stabiilsus olla häiritud.
Teisalt, kui pind on piisavalt jahe, saab gaasi kõrget temperatuuri kiiremini üle kanda, et kõik osakesed kohaneksid pinnal oleva struktuuriga. On mitmeid vastupidiseid sublimatsioonimeetodeid, kus kontakti pind ei pea isegi reaktsiooni tekkimiseks külm olema. Tehnoloogiatööstuses tehakse selle protsessiga palju tööd ja seda nimetatakse keemiliseks aurude sadestamiseks põlemisel.
Näited
Vaatame, millised on seda tüüpi protsesside peamised näited. Kui võtame õlle külmkapist välja, on klaas kaetud valgega. Ja see on see, et pudel pakub piisavat pinda veeauru molekulide põrkumiseks ja kogu energia kiireks kaotamiseks. Kui klaas, mis õlut katab, on must, on valge värv palju märgatavam. Võime küünega rebida, et näha, kas aur on muutunud tahkeks.
Mõnikord on see protsess nii selline, et õlu kaetakse valge pakasega. Mõju kestab lühikest aega, sest minuti möödudes see kondenseerub ja muutub käes niiskeks.
Teine näide on külm. Nagu toimub õllepudeli seintel, on see protsess ka mõnes külmikus siseseintele sadestunud pakasel. Neid jääkristallide kihte võib näha ka tuunis maapinnal. See on külm, mis ei kuku taevast alla nagu lumi. Õhk on lihtsalt nii külm, et taimede pinnale sattudes külmub see otse. Nad lähevad gaasilisest olekust tahkeks olekuks.
Füüsikaline ja keemiline sadestumine
Siiani oleme rääkinud ainult veest. Kuid see võib esineda ka teiste ainete või ühenditega. Oletame, et meil on kamber, kus on gaasilisi kuldosakesi. Siin saame tutvustada jäist ja vastupidavat eset ning sellele objektile ladestuvad kullakihid. Sama juhtuks teiste metallide või ühenditega, kui vaakumi tekitamiseks pole vaja rõhu tõusu.
Teiselt poolt on meil keemiline sadestumine. Kui gaasi ja pinna vahel toimub keemiline reaktsioon, on see keemiline sadestumine. Seda kasutatakse tavaliselt polümeeride katmiseks tööstuses. Tänu keemilisele sadestumisele töödeldakse selliseid pindu nagu teemant, volfram, nitriidid, karbiidid, räni, grafeen jne.
Nagu näete, on vastupidine sublimatsioon loomulik protsess, millest inimesed saavad tööstuses erinevatel eesmärkidel kasu. Loodan, et selle teabe abil saate lisateavet vastupidise sublimatsiooni ja selle juhtumise kohta.