物理中什么是升華
物理中什么是升華
物質(zhì)從固態(tài)由于溫差太大,不經(jīng)過液態(tài)直接變成氣態(tài)的過程(物理變化)叫升華(sublimation)。升華時(shí)要吸熱。
生活現(xiàn)象
1.冬天,冰凍的衣服(結(jié)了冰)變干(溫度低于0℃,冰不能熔化,消失的本質(zhì)是冰逐漸升華為水蒸氣了)。
2.白熾燈用久了,燈內(nèi)的鎢絲比新的細(xì)。(鎢絲升華成鎢蒸氣,體積減小。)
3.冬天,0℃或以下(未達(dá)到熔點(diǎn))雪人會(huì)逐漸變小。
4.衣箱中的樟腦丸變小。
5.碘受熱升華為紫色的碘蒸氣。
6.用干冰制舞臺(tái)上的霧、用干冰制雨。
水珠升華
升華舉例
固態(tài)的碘受熱直接變成碘蒸氣的過程是升華。
樟腦丸逐漸變小是升華。
冰受熱直接變成水蒸氣是升華。
燈泡用久了會(huì)變黑,是因?yàn)闊艚z(鎢)受熱而升華,氣體碰到玻璃,遇冷凝華。
干冰受熱變?yōu)槎趸际巧A。
舞臺(tái)上噴的霧就是利用干冰升華來給人的一種視覺效果。。
常壓升華
在正常壓強(qiáng)下固體的升華過程。
常溫升華
即在正常溫度下固體的升華過程。
真空升華
又稱減壓升華,由于升華與固體蒸氣壓和外壓的相對(duì)大小有關(guān),降低外壓可以降低升華溫度,在常壓下不能升華或升華很慢的物質(zhì)可以采用真空升華。真空升華還可防止被升華的物質(zhì)因溫度過高而分解或在升華時(shí)被氧化。金屬鎂和釤、三氯化鈦、苯甲酸、糖精等都可用此法提純。
低溫升華
1976年,J.W.米切爾提出低溫升華技術(shù),即將溫度和壓力維持在升華物質(zhì)的三相點(diǎn)以下,使它在很低的壓力(幾毫米汞柱)下升華,經(jīng)冷凝后捕集在冷阱中而與雜質(zhì)分離。此法操作簡(jiǎn)單,產(chǎn)品純度很高,例如很難用一般方法提純成高純?cè)噭┑倪^氧化氫,用此法提純,一次即可將鈷、鉻、銅、鐵、錳、鎳等雜質(zhì)從1000ng/mL降至0.4~2ng/mL。
固液氣的轉(zhuǎn)化
升華
在三相點(diǎn)的壓強(qiáng)以下加熱物體時(shí),物體由固態(tài)不經(jīng)過液態(tài)而直接轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)的過程。相反的過程叫做凝華。在升華過程中,外界要對(duì)固態(tài)物質(zhì)中的分子作功,使其一方面克服與周圍分子間的結(jié)合力,一方面克服固態(tài)物質(zhì)的環(huán)境壓強(qiáng)。單位質(zhì)量物質(zhì)升華時(shí)所吸收的熱量叫做升華熱,在三相點(diǎn)它等于熔解熱與汽化熱之和。升華時(shí),和固體平衡的蒸氣壓強(qiáng)(即固體上方的飽和蒸氣壓)同溫度的關(guān)系由克拉珀龍方程給出,在(T,p)圖上由曲線OS表示。OS曲線上的點(diǎn)表示固-氣兩相平衡共存的狀態(tài)。
升華和凝華的例子是很常見的。如實(shí)驗(yàn)室中封閉在圓底燒瓶中的碘,加熱使其升華,繼而它又凝華在燒瓶壁上。還有樟腦的升華,大氣中的水蒸氣凝華成霜或雪等等。