Ero sublimoitumisen ja lämmönsiirron välillä

avainero sublimoitumisen ja lämmönsiirron välillä on se sublimointi on muutosta aineen tilassa, kun taas lämmönsiirto on muutosta energian tilassa.

Sublimointi ja lämmönsiirto ovat kaksi aihetta, joista keskustelemme energian ja aineen tilan yhteydessä. Nämä käsitteet ovat erittäin tärkeitä tutkittaessa aloja, kuten termodynamiikka, aineensiirto, energiantuotanto ja voimansiirto, ja melkein jokaisessa mekaanisessa järjestelmässä. Siksi näiden käsitteiden selkeä ymmärtäminen on tärkeää, jotta voimme menestyä edellä mainituilla aloilla.

SISÄLLYS

1. Yleiskatsaus ja keskeiset erot
2. Mikä on sublimaatio 
3. Mikä on lämmönsiirto
4. Vertailu rinnakkain - sublimointi vs. lämmönsiirto taulukkomuodossa
5. Yhteenveto

Mikä on sublimaatio?

Sublimointi on prosessi, jossa aineen tila vaihdetaan suoraan kiinteästä kaasuksi kulkematta läpi nestefaasin. Yleensä, kun lämmitämme kiinteää ainetta sulamispisteeseen, se muuttaa vaiheen nesteeksi. Kun nestettä lämmitetään edelleen kiehumispisteeseen, se muuttaa tilan kaasuksi. Näin ei ole sublimoinnin tapauksessa. Sublimointi on prosessi, jossa tila vaihdetaan suoraan kiinteästä kaasuksi.

Kuva 01: Kuivan jään sublimointi

Voimme seurata tätä prosessia vain erityistilanteissa erityisissä materiaaleissa. Puhdas naftaleeni on tällainen sublimoiva materiaali. Toinen sublimoiva aine on kiinteä hiilidioksidi, jota tunnetaan myös nimellä kuiva jää. Jodikiteet, jää ja lumi käyttäytyvät sublimoivana materiaalina tietyissä olosuhteissa. Jääkuutusta kehittyvä sumuinen kaasu sublimoi jäätä.

Mikä on lämmönsiirto?

Ensin on ymmärrettävä lämmön käsite ymmärtääksemme lämmönsiirron käsitettä. Lämpöenergia tai lämpö on eräs järjestelmän sisäisen energian muoto. Lämpöenergia on syy järjestelmän lämpötilaan. Se johtuu järjestelmän molekyylien satunnaisista liikkeistä. Jokaisella järjestelmällä, jonka lämpötila on yli absoluuttisen nollan, on positiivinen lämpöenergia. Itse atomit eivät sisällä lämpöenergiaa. Mutta atomeilla on kineettisiä energioita. Kun nämä atomit törmäävät keskenään ja järjestelmän seiniin, ne vapauttavat lämpöenergian fotoneina. Tällaisen järjestelmän lämmittäminen lisää järjestelmän lämpöenergiaa. Mitä suurempi on järjestelmän lämpöenergia, sitä suurempi on järjestelmän satunnaisuus.

Kuva 2: Lämmönsiirtomekanismit

Yllä oleva kuva osoittaa lämmönsiirron neljä päämenetelmää: haihtuminen, johtavuus, konvektio, säteily. Lämmönsiirto on lämmön liikettä paikasta toiseen. Kun kaksi järjestelmää, jotka ovat terminaalisesti kosketuksissa, ovat eri lämpötiloissa, korkeammassa lämpötilassa esineestä tuleva lämpö virtaa esineelle, jolla on alhaisempi lämpötila, kunnes lämpötilat ovat yhtä suuret. Lämpötilagradientti on tarpeen spontaaniin lämmönsiirtoon. Mittaamme lämmönsiirtonopeutta watteina, kun taas lämmön määrä mitataan jouleina. Yksikkövati on ”joulea yksikköä kohti”.

Mikä on ero sublimoitumisen ja lämmönsiirron välillä?

Sublimointi on prosessi, jossa aineen tila vaihdetaan suoraan kiinteästä aineeksi kaasuksi käymättä läpi nestefaasin. Lämmönsiirto on lämmön liikettä paikasta toiseen. Tärkein ero sublimoinnin ja lämmönsiirron välillä on se, että sublimoituminen on aineen tilan muutosta, kun taas lämmönsiirto on muutos energian tilassa. Tämän lisäksi lämpö voidaan muuntaa muihin energian muotoihin ja siirtää sitten, mutta sublimoitumisessa tällainen muutos ei ole mahdollista. Lisäksi sublimointi on myös lämmön siirto aineen kiinteästä tilasta aineen kaasutilaan.

Alla on vertaileva yhteenveto sublimaation ja lämmönsiirron välillä.

Yhteenveto - sublimointi vs. lämmönsiirto

Sublimointi liittyy suoraan lämmönsiirtoon, koska siihen sisältyy aineen lämmön siirtyminen, joka siirtyy aineen vaiheesta toiseen. Keskeinen ero sublimoinnin ja lämmönsiirron välillä on, että sublimoituminen on aineen tilan muutosta, kun taas lämmönsiirto on energian tilan muutosta.

Viite:

1. María Dolores Luque de Castro, José Luis Luque García, analyysikemian tekniikoissa ja instrumentoinnissa, 2002.
2. Helmenstine, tohtori Anne Marie "Sublimaation määritelmä (vaiheensiirto kemiassa)." ThoughtCo, 13. tammikuuta 2019, saatavana täältä.

Kuvan kohteliaisuus:

1. ”Kuivan jään sublimointi 1”, kirjoittanut Christopher, Salem, OR, USA - Hauskaa kuivajäällä 1Lataa Diaa_abdelmoneim (CC BY-SA 2.0) Commons Wikimedia -palvelun kautta
2. BruceBlaus “Lämmönsiirto” - Oma työ (CC BY-SA 4.0) Commons Wikimedian kautta