Różnica między sublimacją a przenoszeniem ciepła

The kluczowa różnica jest to między sublimacją a przenoszeniem ciepła sublimacja jest zmianą stanu materii, podczas gdy wymiana ciepła jest zmianą stanu energii.

Sublimacja i wymiana ciepła to dwa tematy, które omawiamy pod wpływem energii i stanu skupienia. Pojęcia te są bardzo ważne w badaniach takich dziedzin, jak termodynamika, przejście materii, wytwarzanie energii i przenoszenie mocy oraz w prawie każdym układzie mechanicznym. Dlatego jasne zrozumienie tych pojęć jest ważne, aby osiągnąć sukces w powyższych dziedzinach.

ZAWARTOŚĆ

1. Przegląd i kluczowa różnica
2. Co to jest sublimacja 
3. Co to jest przenikanie ciepła
4. Porównanie obok siebie - Sublimacja vs Przenikanie ciepła w formie tabelarycznej
5. Podsumowanie

Co to jest sublimacja?

Sublimacja to proces zmiany stanu materii bezpośrednio z ciała stałego na gaz bez przechodzenia przez fazę ciekłą. Zwykle, gdy podgrzamy ciało stałe do jego temperatury topnienia, zmieni ono fazę w ciecz. Gdy ciecz zostanie podgrzana do temperatury wrzenia, zmieni stan na gaz. Nie jest tak w przypadku sublimacji. Sublimacja to proces bezpośredniej zmiany stanu z ciała stałego na gaz.

Ryc. 01: Sublimacja suchego lodu

Możemy obserwować ten proces tylko w szczególnych sytuacjach w specjalnych materiałach. Czysty naftalen jest takim materiałem do sublimacji. Inną subtelną substancją jest stały dwutlenek węgla, znany również jako suchy lód. Kryształy jodu, lód i śnieg zachowują się jak materiał sublimacyjny w pewnych warunkach. Mglisty gaz wydzielający się z kostki lodu sublimuje lód.

Co to jest przenikanie ciepła?

Musimy najpierw zrozumieć pojęcie ciepła, aby zrozumieć pojęcie wymiany ciepła. Energia cieplna lub ciepło jest formą wewnętrznej energii systemu. Energia cieplna jest przyczyną temperatury systemu. Występuje z powodu przypadkowych ruchów cząsteczek układu. Każdy system o temperaturze powyżej zera absolutnego ma dodatnią energię cieplną. Same atomy nie zawierają żadnej energii cieplnej. Ale atomy mają energię kinetyczną. Kiedy te atomy zderzają się ze sobą i ścianami układu, uwalniają energię cieplną w postaci fotonów. Ogrzewanie takiego układu zwiększy energię cieplną układu. Im wyższa energia cieplna układu, tym większa losowość układu.

Ryc. 2: Mechanizmy wymiany ciepła

Powyższe zdjęcie pokazuje cztery główne metody wymiany ciepła: parowanie, przewodzenie, konwekcję, promieniowanie. Przenikanie ciepła to przepływ ciepła z jednego miejsca do drugiego. Gdy dwa systemy, które są zetknięte termicznie, mają różne temperatury, ciepło z obiektu o wyższej temperaturze będzie przepływać do obiektu o niższej temperaturze, aż temperatury będą równe. Gradient temperatury jest niezbędny do spontanicznego transferu ciepła. Mierzymy szybkość wymiany ciepła w watach, a ilość ciepła mierzy się w dżulach. Watt jednostkowy to „dżule na jednostkę czasu”.

Jaka jest różnica między sublimacją a przenoszeniem ciepła?

Sublimacja to proces zmiany stanu materii bezpośrednio z ciała stałego na gaz bez przechodzenia przez fazę ciekłą. Przenikanie ciepła to przepływ ciepła z jednego miejsca do drugiego. Kluczowa różnica między sublimacją a przenoszeniem ciepła polega na tym, że sublimacja jest zmianą stanu materii, podczas gdy przenoszenie ciepła jest zmianą stanu energii. Oprócz tego ciepło można przekształcić w inne formy energii, a następnie przenieść, ale w sublimacji taka zmiana nie jest możliwa. Ponadto sublimacja jest także przenoszeniem ciepła ze stanu stałego materii do stanu gazowego.

Poniżej znajduje się podsumowanie porównawcze różnicy między sublimacją a przenoszeniem ciepła.

Podsumowanie - Sublimacja vs Przenikanie ciepła

Sublimacja jest bezpośrednio związana z przenoszeniem ciepła, ponieważ obejmuje przenoszenie ciepła substancji przenoszonej z jednej fazy do innej fazy materii. Kluczowa różnica między sublimacją a przenoszeniem ciepła polega na tym, że sublimacja jest zmianą stanu materii, podczas gdy przenoszenie ciepła jest zmianą stanu energii.

Odniesienie:

1. María Dolores Luque de Castro, José Luis Luque García, w Techniki i oprzyrządowanie w chemii analitycznej, 2002.
2. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. „Definicja sublimacji (przejście fazowe w chemii).” ThoughtCo, 13 stycznia 2019, Dostępne tutaj.

Zdjęcie dzięki uprzejmości:

1. „Sublimacja suchego lodu 1” Christopher z Salem, OR, USA - Zabawa z suchym lodem 1 Przesłane przez Diaa_abdelmoneim (CC BY-SA 2.0) przez Commons Wikimedia
2. „Transfer ciepła” Autor: BruceBlaus - Praca własna (CC BY-SA 4.0) przez Commons Wikimedia