Что такое десублимация в физике 7 класс

Десублимация

Десублимация (Депозиция) — физический процесс перехода вещества из газообразного состояния в твёрдое, минуя жидкое. Примером десублимации является появление ледяных узоров на оконных стёклах в зимнее время и такие атмосферные явления, как иней и изморозь.

При десублимации высвобождается энергия. Десублимация является экзотермическим фазовым переходом.

Обратным процессом является возгонка (сублимация).

См. также

Ссылки

Полезное

Смотреть что такое «Десублимация» в других словарях:

десублимация — десублимация … Орфографический словарь-справочник

ДЕСУБЛИМАЦИЯ — [ Словарь иностранных слов русского языка

ДЕСУБЛИМАЦИЯ — (от лат. de. приставка, означающая отсутствие, отмену, устранение чего либо, и фр. sublimation сублимация) англ. dissubltmation; нем. Desublimation. 1, Во фрейдизме обратное перенерение сублимированной инстинктивной энергии на первоначальные… … Энциклопедия социологии

десублимация — Фазовый переход вещества из газообразного состояния в кристаллическое. [Сборник рекомендуемых терминов. Выпуск 103. Термодинамика. Академия наук СССР. Комитет научно технической терминологии. 1984 г.] Тематики термодинамика EN desublimation DE… … Справочник технического переводчика

Десублимация — (от лат. de снижение, отмена, удаление + sublimare возносить; англ. desublima tion) процесс, обратный сублимации … Энциклопедия права

десублимация — desublimacija statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. desublimation; solidensing vok. Desublimation, f; Solidensieren, n rus. десублимация, f pranc. désublimation, f … Fizikos terminų žodynas

десублимация — ж. 1. Процесс перехода вещества из газообразного состояния в твёрдое, минуя жидкое. Ant: сублимация I 2. Результат такого действия. Толковый словарь Ефремовой. Т. Ф. Ефремова. 2000 … Современный толковый словарь русского языка Ефремовой

десублимация — десублим ация, и … Русский орфографический словарь

Десублимация — (от лат. de снижение, отмена, удаление + sublimare возносить; англ. desublima tion) процесс, обратный сублимации … Большой юридический словарь

десублимация — (1 ж), Р., Д., Пр. десублима/ции … Орфографический словарь русского языка

Источник

Сублимация и десублимация

Вы будете перенаправлены на Автор24

Перед тем как рассмотреть процессы сублимации и десублимации вещества стоит обратить ваше внимание на то, что эти взаимно обратные процессы являются фазовыми переходами. Соответственно, их можно рассматривать, применяя физические и математические методы, используемые для описания всех фазовых переходов. В этой связи, напомним вам, что такое фазовый переход и чем фазовые переходы отличаются.

Фазовые переходы

Фазой называют состояние вещества, находящегося в термодинамическом равновесии с другими равновесными состояниями этого же вещества, но обладающее иными физическими свойствами.

Допустим, что в закрытом сосуде находится вода. Над водой присутствует воздух в смеси с водяными парами. Значит, мы имеем в сосуде двухфазную систему. Опустим в этот сосуд кусок льда, получим систему из трех фаз.

Во многих случаях словом «фаза» обозначают агрегатное состояние вещества, но следует иметь в виду, что понятие «фаза» шире. В рамках одного агрегатного состояния вещество может существовать в нескольких фазах, которые различны по свойствам, строению и т.д. Так для льда можно различать пять разных фаз.

Фазовым переходом называют переход вещества из одной фазы в другую.

Фазовый переход всегда сопровождается изменением свойств вещества. Изменение агрегатного состояния вещества – фазовый переход. Изменение состава вещества относят к фазовым переходам, примером такого перехода может служить модификация его кристаллического строения.

Виды фазовых переходов

Выделяют два рода фазовых переходов:

Фазовым переходом первого рода является переход, который происходит при выделении или поглощении теплоты (теплоты фазового перехода). Фазовый переход первого рода протекает при следующих условиях:

Готовые работы на аналогичную тему

Процесс плавления твердого тела относят к фазовым переходам первого рода. В этом процессе телу передают теплоту, которая расходуется на разрушение кристаллической решетки, при этом температура тела неизменна. В таком переходе упорядоченная кристаллическая решетка изменяется, вещество превращается в жидкость, степень беспорядка возрастает, что в свою очередь приводит к увеличению энтропии.

Фазовые переходы второго рода происходят без поглощения или выделения теплоты. В этих переходах:

В соответствии с гипотезой Ландау фазовые переходы второго рода объясняются тем, что изменяется симметрия системы. К фазовому переходу второго рода можно отнести превращение ферромагнетиков в парамагнетики при некоторых давлениях и температурах, переход металлов при температуре около 0К в сверхпроводники.

Сублимация и десублимация – фазовые переходы первого рода

Нагревая твердые тела, мы можем наблюдать процесс их плавления и далее, испарения жидкости. При уменьшении температуры идет обратный процесс. Однако иногда с ростом температуры кристаллического вещества, оно не плавится, а сразу испаряется. Важным параметром в таком случае является не только температура, но и величина давления над поверхностью твердого тела.

В твердом теле присутствуют молекулы, имеющие энергию достаточную для преодоления притяжения, действующего со стороны других молекул. Эти «энергичные» молекулы могут оторваться от поверхности твердого тела и оказаться в окружающем пространстве.

Процесс перехода твердого состояния вещества в газообразную фазу, без перехода его в жидкость, называют сублимацией или возгонкой.

Возгонка происходит при определенной температуре и давлении и сопровождается поглощением теплоты. Сублимация является фазовым переходом первого рода.

Процесс сублимации сопровождается увеличением внутренней энергии системы. При кристаллической упаковке частицы совершают колебания около положений равновесия. Расстояния между ними отвечают минимуму энергии взаимодействия при заданной температуре тела. В процессе сублимации пространственная решетка подвергается разрушению, расстояния между частицами увеличиваются, это приводит к увеличению энергии взаимодействия между ними. При сублимации твердого вещества необходимо подвести к нему некоторое количество энергии, которое называют теплотой сублимации (теплотой фазового перехода).

В ходе сублимации изменяется энергия каждой молекулы, следовательно, чем больше молекул имеется в теле, тем большие затраты энергии происходят при фазовом переходе.

Принимая во внимание, что:

Расстояния между частицами при сублимации становятся большими приблизительно в десять раз, чем в твердом состоянии. Тогда как при плавлении вещества расстояния между молекулами изменяются не очень существенно, относительно расстояний в кристаллическом теле. Следовательно, удельная теплота плавления значительно меньше удельной теплоты возгонки.

При увеличении давления температура сублимации увеличивается.

Десублимация – процесс обратный возгонке. При десублимации кристаллизация происходит из газообразного состояния без перехода вещества в жидкую фазу. При десублимации теплота выделяется.

Диаграмма перехода кристалл – газ

Зависимость давления насыщенного пара ($p$) над кристаллическим веществом в процессе сублимации можно записать при помощи выражения:

Рисунок 1. График. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

При увеличении температуры кристалл становится газом. Увеличение давления приводит к тому, что газ десублимирует и переходит в твердую фазу. Диаграмма фазового перехода кристалл – газ является аналогичной диаграмме перехода жидкость – газ. Точки, находящиеся ниже и правее кривой (что соответствует меньшему давлению и более высокой температуре), говорят о том, что вещество находится в состоянии газа. Из диаграммы (рис.1) следует, что состояния, описываемые параметрами, находящимися выше и левее кривой (высокое давление и низкая температура) относятся к кристаллическому состоянию.

Источник

Десублимация

Из Википедии — свободной энциклопедии

Десублима́ция (Депози́ция) — физический процесс перехода вещества из газообразного состояния в твёрдое, минуя жидкое. При десублимации высвобождается энергия. Десублимация является экзотермическим фазовым переходом. Обратным процессом является возгонка (сублимация). Десублимация осуществляется на твёрдые поверхности или происходит в объёме газовой фазы с выделением твердого вещества в виде частиц аэрозоля.

При десублимации (процесс самоорганизации) возникают ван-дер-ваальсовы связи между отдельными молекулами вещества с выделением энергии, которую отводят от десублимата непосредственным контактом его с охлаждаемой твёрдой поверхностью, взаимодействуя с вводимым дополнительно хладагентом, испарением жидкости, добавляемой в газовую смесь, её расширением.

Примером десублимации является появление ледяных узоров на оконных стёклах в зимнее время и такие атмосферные явления, как иней и изморозь.

Десублимационные процессы используются во всех отраслях народного хозяйства: химической, пищевой, металлургической, электронной и других. Эти процессы применяют для выделения веществ из парогазовых смесей на охлаждаемых поверхностях и в объеме, для получения новых твердых продуктов в результате химической реакции между исходными газообразными реагентами, для очистки веществ, для образования твердых покрытий, сублимационной сушки термочувствительных материалов.

Источник

Лекция «Сублимация и десублимация. Плавление и кристализация»

Плавление и кристаллизация. Понятие о фазе вещества. Сублимация и десублимация.

Кристаллизация – это переход вещества в кристаллическое состояние из жидкого, или газообразного, или аморфного состояния.

Кристаллизация является фазовым переходом, происходит с выделением тепла, но при постоянной температуре. Примеры кристаллизации: замерзание воды (переход из жидкой фазы в кристаллическую), образование инея (переход из газообразной фазы в кристаллическую).

Плавление кристаллического вещества – это переход из кристаллической фазы в жидкую.

Процесс плавления кристаллического вещества происходит с поглощением тепла, но температура остается постоянной, пока плавление не завершится. Пример плавления кристаллического вещества – таяние льда. Смесь снега и льда сохраняет температуру 0° С, пока весь лед не растает.

Фазовые переходы на диаграмме температуры и давления

Кристаллизация и затвердевание: в чем разница?

Твердые вещества могут не быть кристаллическими. Например, стекло и стеклоподобные аморфные вещества постепенно затвердевают при остывании; у них нет явно выраженной точки фазового перехода. Плавление стекла тоже происходит в некотором диапазоне температур, зависящем от химического состава и наличия примесей.
Отличие кристаллизации от затвердевания – в наличии фазового перехода, во время которого сохраняется постоянная температура:

если тепло не подводить, то жидкая и твердая фазы будут оставаться в равновесии;

если тепло поступает, то кристаллы будут плавиться, при сохранении температуры фазового перехода;

если тепло отводить, то происходит рост кристаллов, температура фазового перехода сохраняется, пока вся жидкая фаза не перейдет в кристаллическую.

Например, смесь воды со льдом в жаркий день сохраняет нулевую температуру, пока весь лед не растает. Поступающее тепло увеличивает внутреннюю энергию за счет приобретения молекулами дополнительных степеней свободы, но температура сохраняется прежняя до того, как лед полностью растает.

Фазовый переход в твердом веществе между двумя кристаллическими состояниями

Иначе ведет себя углерод. У него несколько фазовых переходов. Из жидкой формы, при отводе тепла, он переходит в кристаллическую фазу – графит; при высоком давлении более 120 000 атм. жидкий углерод кристаллизуется в алмаз.
Кроме того, есть фазовый переход между двумя твердыми кристаллическими фазами: графитом и алмазом.

На рисунке красной линией показана диаграмма фазового перехода между алмазом и графитом. Температура фазового перехода зависит от давления, процессы, происходящие в твердом теле, аналогичны кристаллизации воды: если тепло подводить, то алмаз переходит в графит; если тепло отводить при соответствующем высоком давлении, то происходит переход, кристаллизация графита в алмаз.
Можно видеть, что переходы между алмазом и графитом совершаются при высоких температурах и давлениях, а при нормальном давлении и температуре алмаза вроде бы и не должно быть. Действительно, при низком давлении графит нельзя превратить в алмаз. Но если алмаз образовался под воздействием высокого давления, при охлаждении и уменьшении давления он сохраняет свою структуру: это метастабильное состояние. Действительно, из всех кристаллов алмаз самый нестойкий: при нагревании до 1400°С он превращается в графит – устойчивую при нормальном давлении фазу.

Кристаллизация жидких кристаллов

Есть вещества, имеющие несколько кристаллических фаз в твердом состоянии; но есть целый класс веществ, имеющих несколько фазовых переходов в жидком состоянии: это вещества, раствор или расплав которых образует жидкие кристаллы.
Жидкие кристаллы имеют для нас важнейшее значение. Живые ткани построены из органических молекул, частично упорядоченных; то есть все живые существа состоят из жидких кристаллов.
Жидкие кристаллы – это частично упорядоченные двумерные или одномерные структуры. Они стабильны в узком диапазоне температур, являются промежуточным состоянием между кристаллической и жидкой фазами. Переход от трехмерной кристаллической решетки к двумерной или одномерной структуре происходит при температуре фазового перехода; после того, как весь образец перейдет в жидкокристаллическое состояние, температура начинает повышаться, и повышается до значения, соответствующего следующему фазовому переходу. В конце концов частично упорядоченная структура переходит в жидкую фазу, при температуре соответствующего фазового перехода.

Сублимация и десублимация.

Процесс перехода твёрдых тел в газообразное состояние, минуя жидкую стадию, называют сублимацией, или возгонкой.

Испарение происходит и в твёрдых телах. Мы видим, как постепенно высыхает на морозе замёрзшее, покрытое льдом бельё. Мы ощущаем запах, образующийся при испарении твёрдого вещества мыла. То есть твердое тело превращается в пар.

ТВ. ТЕЛО ПАР

Иногда вещество может перейти из газообразного состояния сразу в твёрдое, минуя жидкую стадию. Такой процесс называется десублимацией.

ПАР ТВ.ТЕЛО

Источник

Исследовательская работа по физике «Десублимация»

Министерство образования и науки РБ

Конференция «Шаг в будущее»

Автор: Корнопольцева Любовь 9 «м» класс

Руководитель: Могильницкая М.С.

учитель физики МАОУ СОШ№17

Окружающий нас мир полон прекрасного. Даже самые обыденные вещи оказываются чем-то интересным и захватывающим, иногда даже непонятным. А начинается все с вопросов «Как это работает?», «Как это устроено?».

Природа вокруг нас, даже обычные электроприборы таят в себе некую загадку для человека.

Интересным примером является процесс десублимации вещества. Почему зимой на окнах появляются интересные узоры? Как образуется иней на деревьях? Что влияет на возникновение ледяных рисунков? Что объединяет далекие от нас тела – кометы – с прекрасными зимними узорами? Стоит только однажды задуматься, и эти вопросы не отпустят.

Словно из-под тонкой кисти художника на окнах появляются сказочные леса, необыкновенные растения. В детстве родители часто рассказывают, что морозные узоры создает сам Дед Мороз своим волшебным посохом. Сейчас же дети выросли и повзрослели, и хотят сами понять, откуда берутся такие зимние картины.

При десублимации (процесс самоорганизации) возникают ван-дер-ваальсовы связи между отдельными молекулами вещества с выделением энергии, которую отводят от десублимата непосредственным контактом его с охлаждаемой твёрдой поверхностью, взаимодействуя с вводимым дополнительно хладагентом, испарением жидкости, добавляемой в газовую смесь, её расширением.

Основу ван-дер-ваальсовых сил также составляют кулоновские силы взаимодействия между электронами и ядрами одной молекулы и ядрами и электронами другой. На определенном расстоянии между молекулами силы притяжения и отталкивания уравновешивают друг друга, и образуется устойчивая система.

Различают 3 вида ван-дер-ваальсовых сил:

1) силы ориентационные, или Кэзома (1912), возникающие вследствие взаимодействия дипольных моментов молекул и их взаимного ориентирования;

2) силы индукционные, или Дебая (1920), дополнительные к ориентационным силам, они возникают вследствие взаимного усиления или наведения дипольных моментов (напр., в результате воздействия полярных молекул на неполярные);

3) силы дисперсионные — Лондоновские (1930), наиболее универсальные, возникающие как между атомами, так в молекулами на малом расстоянии и действующие только в сторону притяжения. Природа их состоит в синхронизации движения электронов и смещения ядер атомов, что ведет к возникновению меняющихся диполей. У благородных газов и некоторых молекул это единственные силы связи. Иногда полагают, что С. х. в. является дополнительной и накладывается на другие связи, напр. ионные.

Десублимация широко используется в промышленности – в химической, пищевой, металлургической, электронной областях и тд.

Процессы применяют для выделения веществ из парогазовых смесей на охлаждаемых поверхностях и в объеме, для получения новых твердых продуктов в результате химической реакции между исходными газообразными реагентами, для очистки веществ, для образования твердых покрытий, сублимационной сушки термочувствительных материалов.

В настоящее время ученые активно изучают десублимацию гексафторида урана ( UF ₆ ) и летучих фторидов металлов. UF ₆ используется как топливо для атомных электростанций.

График зависимости массы UF ₆ и времени заполнения емкости от цикла замораживания.

*Из статьи « Экспериментальное исследование процесса десублимации от длительности цикла захолаживания »

Изучить явление десублимации

Опытным путем изучить процесс десублимации на примере системы «водяной пар – лёд»

Исследовать влияние низкой температуры на размер и форму кристаллов.

Главный участник данного процесса – вода, имеющая 3 состояния – твердое, жидкое и газообразное, с незначительным в общехимических понятиях изменением температуры – от 0 до 100 градусов Цельсия. При повышенной влажности воздуха и температуре ниже 0 о Цельсия, влага постепенно конденсируется на охлажденных поверхностях (плоскостях).

При условии, что влажный воздух помещения «встречается» с холодным стеклом, пары воды начинают превращаться в микрокристаллы.

При эксперименте использовалось 5 чистых стекол.

Время охлаждения-15 – 30 минут.

Охлажденное стекло проводилось над кружкой с горячей водой.

Стекло повторно охлаждалось в течение 15-20 минут, затем образцы рассматривались в тех же условиях.

Приборы и материалы : микроскоп, лабораторные стекла, водяной пар, термометр, поверхность смотрового окна.

Образование кристаллов

Снежные кристаллы бывают четырех основных типов по форме. Простейшая из них – длинные игольчатые кристаллы. Остальные же типы имеют шесть сторон или направлений роста, то есть они гексагональные (шестиугольные).

Идеальные шестигранные кристаллы, как в лабораторных условиях, в окружающей среде образовываться не будут.

Для сравнения рассмотрим замерзшую воду. На примере быстро замерзшей капли воды можно наблюдать, что лучи стремятся к образованию 3 лучевой кристаллической системы. Лучи стремятся к центру. Замерзание идет в одну сторону, так как изначально капля была размещена на холодном стекле.

На образце можно увидеть скопление кристаллов, неправильной формы и разных размеров. Различность форм обусловлена нахождением на стекле микротрещин, частичек пыли, отпечатков прикосновений и других следов воздействия окружающей среды. Влага из воздуха же, в свою очередь, также не является дистиллированной. При условии, что влажный воздух помещения «встречается» с холодным стеклом, пары воды начинают превращаться в микрокристаллы.

Если снаружи помещения температурные условия можно считать постоянными, без резких скачков температур, то водяной пар воздуха, имея комнатную температуру, при соприкосновении с холодным стеклом способен к образованию более правильных кристаллов.

Кристаллы приобретают кубическую форму из-за резких перепадов температур и большой влажности воздуха. Сначала образуется ледяная пленка, которая постепенно застывает, кристаллы нарастают поверх первой пленки.

Глядя на окна, наблюдать влияние скорости охлаждения на структуру образующихся кристаллов. Обычно со стороны улицы образуется рыхлый слой, аналогичный слою в морозильной камере, тогда как со стороны комнаты в помещении на стекле образуются замысловатые ледяные рисунки. Наросты древовидной структуры, как на образце 4, называются дендритами. Они образуются при повышенной влажности воздуха и охлаждении, начавшимся еще с положительной температуры и продолжающимся до настоящего времени. Образования начинают появляться с нижней части стекла, где под действием силы тяжести скапливается большее количество воды.

По законам физики, пленка влаги, даже совсем тонкая, стремится вниз, то есть ледяные образования в нижней части стекла всегда плотнее, а в верхней более ажурные и узорчатые.

При недостаточном количестве влаги древовидные формы развиваются неравномерно.

При стабильной температуре и отсутствии движения воздуха (ветра) кристаллы не показывают никакого рисунка.

Проведенные исследования показали:

Величина отрицательной температуры не влияет на геометрическую форму кристаллов льда. При медленной десублимации кристаллы преимущественно растут отдельно друг от друга.

Существенное влияние на процесс десублимации водяного пара в лед оказывает перепад температур, движение водяных паров и скорость охлаждения, при которой скорость роста кристаллов велика и шестигранная форма может быть слегка искажена, что приводит к интересным, красивым искажениям кристаллической структуры.

Источник