오늘 우리는 일반적으로 자연에서 발생하는 열역학적 과정 중 하나에 대해 이야기 할 것입니다. 그것은 역 승화. 액상으로 먼저 전환되지 않고 기체에서 고체로 발열 상태가 변할 때 발생합니다. 회귀 승화 또는 퇴적과 같은 다른 이름이 있습니다.
이 기사에서는 모든 특성, 발생 방식 및 역 승화의 중요성에 대해 설명합니다.
주요 기능
기체 입자는 열의 형태로 에너지를 잃어 환경에 제공해야하기 때문에 발열 과정입니다. 이러한 방식으로,이 반응의 생성물은 반응물의 에너지보다 적은 에너지를 갖는다. 충분히 식혀서 결정을 형성하거나 표면에서 굳거나 얼 수 있습니다. 이 역 승화 과정은 결정이 직접 증착 될 수 있도록 충분히 얼음 표면이있는 곳에서 볼 수 있습니다.
증착에 대해 말할 때 입자가 실제로 표면을 적시 지 않고 기상에서 증착된다는 사실을 말하는 것이 아닙니다. 일반적으로 우리는 겨울 동안 나뭇잎에 쌓인 서리와 같은 얼음 물체에서 역 승화 현상을 찾습니다. 이 퇴적물은 얇은 결정 층으로 형성 되었기 때문에 감지 할 수 있지만, 먼지 나 점토 일 수도 있습니다.
이 프로세스의 제어 덕분에 각 층이 물리적 및 화학적 공정에 의해 증착되는 특정 고체로 구성된 새로운 다층 재료를 얻을 수 있습니다.
역 승화의 역할
이름에서 알 수 있듯이 복합 공정 승화입니다. 고체가 증발하는 것이 아니라 응고되거나 얼어 붙는 기체에서 시작됩니다. 가스가 통과 할 필요조차없는 정도로 냉각 될 수 있다고 생각하는 것은 매우 놀랍습니다.
역 승화에서 표면의 역할이 무엇인지 살펴 보겠습니다. 가스가 매우 무질서하고 확산되면 세부 사항을 재정렬하고 온도가 떨어지면 고체로 자리 잡기 시작합니다. 이 재배치는 열역학적으로 수행하기 어렵습니다.. 그리고 그것은 가스 입자가 집중 될 수 있도록 수용 할 수있는 일종의 지지체가 필요하다는 것입니다. 입자가 농축되면 서로 상호 작용하여 더 차가운 표면과 열을 교환 할 수 있습니다.
이것이 열 교환기 역할을하는 표면 덕분에 에너지를 잃는 방법입니다. 입자가 더 차가운 표면과 열을 교환함에 따라 속도가 느려지고 첫 번째 결정 핵이 형성됩니다. 이 핵은 다른 입자 그룹과 주변 가스의 나머지 부분이 증착 될 수 있도록합니다. 이 구조 덕분에 역 승화가 형성되기 시작할 수 있습니다. 이 과정의 최종 결과는 고체 결정 층이 표면에 형성된다는 것입니다.
역 승화가 발생하는 조건
이 프로세스가 발생하려면 우선 몇 가지 조건이 있어야합니다. 첫 번째는 입자와 접촉하는 표면의 온도가 빙점보다 낮아야한다는 것입니다. 이것은 가스는 표면에 닿 자마자 안정성이 방해받을 수있는 방식으로 과냉각되어야합니다.
반면에 표면이 충분히 차가 우면 가스의 고온이 더 빨리 전달되어 모든 입자가 표면의 구조에 적응할 수 있습니다. 반응이 일어나기 위해 접촉면이 차갑지 않아도되는 다양한 역 승화 방법이 있습니다. 기술 산업에서는이 과정에서 많은 작업이 이루어지며이를 연소에 의한 화학 기상 증착이라고합니다.
예
이러한 유형의 프로세스의 주요 예를 살펴 보겠습니다. 냉장고에서 맥주를 꺼내면 유리 잔이 흰색으로 코팅됩니다. 그리고 병은 충분한 표면을 제공하여 수증기 분자가 충돌하여 모든 에너지를 빠르게 잃습니다. 맥주를 덮고있는 잔이 검은 색이면 흰색이 훨씬 더 눈에 띕니다. 손톱으로 찢어서 증기가 단단해진 것을 볼 수 있습니다.
때때로이 과정은 맥주가 흰 서리로 덮이게됩니다. 이 효과는 몇 분이 지나면 응축되어 손에 축축 해 지므로 잠시 동안 지속됩니다.
또 다른 예는 서리입니다. 맥주병의 벽에서 발생하는 것처럼 일부 냉장고의 내부 벽에 쌓인 서리에도이 과정이 있습니다. 이 얼음 결정 층은 지느러미 참치에서도 지상에서 볼 수 있습니다. 눈처럼 하늘에서 떨어지지 않는 동결입니다. 공기는 너무 차가워서 식물의 표면에 닿으면 직접 얼어 붙습니다. 그들은 기체 상태에서 고체 상태로 이동합니다.
물리 화학적 증착
지금까지 우리는 물에 대해서만 이야기했습니다. 그러나 다른 물질이나 화합물에서도 발생할 수 있습니다. 가스상 금 입자가있는 챔버가 있다고 가정 해 봅시다. 여기서 우리는 얼음과 저항력이있는 물체를 소개 할 수 있으며 금 층이이 물체에 증착 될 것입니다. 진공을 생성하기 위해 압력을 증가시킬 필요가없는 한 다른 금속이나 화합물에서도 마찬가지입니다.
반면에 우리는 화학적 침착을 가지고 있습니다. 가스와 표면 사이에 화학 반응이 있으면 화학 증착입니다. 이것은 산업에서 폴리머 코팅에 일반적으로 사용됩니다.. 화학적 증착 덕분에 다이아몬드, 텅스텐, 질화물, 탄화물, 실리콘, 그래 핀 등과 같은 표면이 처리됩니다.
보시다시피 역 승화는 인간이 산업에서 다양한 용도로 혜택을받는 자연스러운 과정입니다. 이 정보를 통해 역 승화에 대해 자세히 알아볼 수 있기를 바랍니다.