Kluczowa różnica między sublimacją a transferem ciepła polega na tym, że sublimacja to zmiana stanu materii, podczas gdy transfer ciepła to zmiana stanu energii.
Sublimacja i wymiana ciepła to dwa tematy, które omawiamy pod pojęciem energii i stanu skupienia. Koncepcje te są bardzo ważne w badaniach takich dziedzin, jak termodynamika, przemiana materii, wytwarzanie energii i przenoszenie mocy oraz w prawie każdym systemie mechanicznym. Dlatego jasne zrozumienie tych pojęć jest ważne, aby osiągnąć sukces w powyższych dziedzinach.
Co to jest sublimacja?
Sublimacja to proces zmiany stanu materii bezpośrednio ze stałego na gazowy bez przechodzenia przez fazę ciekłą. Zwykle, gdy podgrzejemy ciało stałe do temperatury topnienia, zmieni on swoją fazę w ciekłą. Gdy ciecz zostanie dalej podgrzana do temperatury wrzenia, zmieni stan na gaz. Inaczej jest w przypadku sublimacji. Sublimacja to proces bezpośredniej zmiany stanu ze stałego na gazowy.
Rysunek 01: Sublimacja suchego lodu
Możemy zaobserwować ten proces tylko w szczególnych sytuacjach w specjalnych materiałach. Takim sublimującym materiałem jest czysty naftalen. Inną sublimowaną substancją jest stały dwutlenek węgla, znany również jako suchy lód. Kryształy jodu, lód i śnieg zachowują się w pewnych warunkach jak materiał sublimujący. Mglisty gaz wydzielający się z kostki lodu sublimuje lód.
Co to jest transfer ciepła?
Musimy najpierw zrozumieć pojęcie ciepła, aby zrozumieć pojęcie wymiany ciepła. Energia cieplna lub ciepło jest formą energii wewnętrznej układu. Energia cieplna jest przyczyną temperatury systemu. Występuje z powodu losowych ruchów cząsteczek układu. Każdy system, który ma temperaturę powyżej zera bezwzględnego, 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 systemu zwiększy energię cieplną systemu. Im wyższa energia cieplna systemu, tym większa losowość systemu.
Rysunek 2: Mechanizmy wymiany ciepła
Powyższy rysunek przedstawia cztery główne metody wymiany ciepła: parowanie, przewodzenie, konwekcja i promieniowanie. Przenoszenie ciepła to ruch ciepła z jednego miejsca do drugiego. Gdy dwa systemy, które mają kontakt termiczny, mają różne temperatury, ciepło z obiektu o wyższej temperaturze będzie płynąć do obiektu o niższej temperaturze, aż temperatury się zrównają. Gradient temperatury jest niezbędny do spontanicznego przenoszenia ciepła. Szybkość wymiany ciepła mierzymy w watach, natomiast ilość ciepła mierzymy w dżulach. Jednostka watów równa się „dżulom na jednostkę czasu”.
Jaka jest różnica między sublimacją a transferem ciepła?
Sublimacja to proces zmiany stanu materii bezpośrednio ze stałego na gazowy bez przechodzenia przez fazę ciekłą. Przenoszenie ciepła to ruch 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. Poza tym ciepło może być zamieniane na inne formy energii, a następnie przekazywane, ale w sublimacji taka zmiana nie jest możliwa. Co więcej, sublimacja to także przenoszenie ciepła ze stałego stanu materii do gazowego stanu materii.
Poniżej znajduje się porównawcze podsumowanie różnicy między sublimacją a przenoszeniem ciepła.
Podsumowanie – sublimacja kontra transfer ciepła
Sublimacja jest bezpośrednio związana z przenoszeniem ciepła, ponieważ obejmuje przenoszenie ciepła substancji z jednej fazy do drugiej fazy materii. Kluczową różnicą między sublimacją a przenoszeniem ciepła jest to, że sublimacja jest zmianą stanu skupienia, podczas gdy przenoszenie ciepła jest zmianą stanu energii.
