Danas ćemo razgovarati o jednom od termodinamičkih procesa koji se obično javlja u prirodi. Radi se o reverzna sublimacija. Događa se kada dođe do egzotermne promjene stanja iz plina u kruto bez prethodnog pretvaranja kroz njegovu tečnu fazu. Ima i druga imena kao što su regresivna sublimacija ili taloženje.
U ovom ćemo vam članku reći sve karakteristike, kako se to događa i koliko je važna reverzna sublimacija.
Glavne karakteristike
To je egzotermni proces jer plinovite čestice moraju izgubiti energiju u obliku topline i predati je okolišu. Na taj se način postiže da proizvod ove reakcije ima manje energije od reaktanata. Na takav način da se dovoljno ohladi koji mogu stvoriti kristale, skrutnuti ili se smrznuti na površini. Ovaj proces reverzne sublimacije može se vidjeti tamo gdje je dovoljno ledena površina, tako da se kristali mogu direktno na nju odlagati.
Kada govorimo o taloženju, ne mislimo na činjenicu da se čestice talože iz plinske faze, a da zapravo ne kvaše površinu. Obično nalazimo pojave reverzne sublimacije na ledenim predmetima poput mraza koji se taloži na lišću tokom zime. To taloženje možemo otkriti jer ga tvori tanak sloj kristala, mada to može biti i prividna prašina ili glina.
Zahvaljujući kontroli ovog procesa Novi višeslojni materijali mogu se dobiti tamo gdje se svaki sloj sastoji od određene krutine koja se taloži fizičkim i kemijskim procesima. Da biste bolje razumjeli ovaj fenomen, možete pogledati informacije o kondenzacija i sublimacija i otprilike stanja vode.
Uloga reverzne sublimacije
To je, kako mu samo ime govori, sublimacija složenog procesa. Ne započinje isparavanjem krutine, već plinom koji se skrutne ili smrzne. Može biti prilično iznenađujuće pomisliti da se plin može ohladiti do te mjere da uopće ne treba prolaziti kroz njega.
Pogledajmo kakvu ulogu ima površina u obrnutoj sublimaciji. Kada je plin vrlo poremećen i difuzan, on počinje da preuređuje svoje pojedinosti i uspostavlja se kao čvrsta supstanca kada temperature padnu. Ovo preuređenje je termodinamički teško izvršiti. A to je da mu treba vrsta nosača koji je sposoban primiti čestice plina kako bi se mogle koncentrirati. Nakon što se čestice koncentriraju, mogu međusobno komunicirati kako bi izmjenjivale toplinu s hladnijom površinom.
Na taj način gube energiju zahvaljujući površini koja djeluje kao izmjenjivač topline. Kako čestice razmjenjuju toplinu sa hladnijom površinom, one postaju sporije i formiraju se prva kristalna jezgra. Ova jezgra služe za taloženje drugih grupa čestica i ostatka okolnog gasa. Zahvaljujući ovoj strukturi, može se početi formirati obrnuta sublimacija. Krajnji rezultat ovog procesa je da se na površini formira sloj čvrstog stakla. Da biste saznali više o stanju vode, možete posjetiti naš članak na .
Uslovi za pojavu reverzne sublimacije
Da bi se taj proces odvijao, prije svega mora postojati nekoliko uslova. Prvo je da površina kontakta sa česticama mora imati temperaturu ispod svoje tačke smrzavanja. Ovo znači to Plin mora biti prehlađen na način da čim dotakne površinu, njegova stabilnost može biti poremećena.
S druge strane, ako je površina dovoljno hladna, visoka temperatura plina može se brže prenijeti kako bi se sve čestice prilagodile strukturi na površini. Postoje razne metode reverzne sublimacije gdje kontaktna površina ne mora biti hladna da bi se reakcija dogodila. Tehnološka industrija puno radi s ovim procesom i naziva se taloženje kemijskih para sagorijevanjem.
Primjeri
Pogledajmo koji su glavni primjeri ove vrste procesa. Kada izvadimo pivo iz frižidera, čaša je prekrivena bijelim. A boca nudi dovoljno površine da se molekuli vodene pare sudare i brzo izgube svu svoju energiju. Ako je čaša koja prekriva pivo crna, bijela boja će biti mnogo uočljivija. Možemo pokidati noktom da vidimo da je para postala čvrsta.
Ponekad je ovaj proces takav da se pivo pokrije bijelim mrazom. Učinak traje kratko, jer se s minutama kondenzira i postaje vlažan u ruci.
Drugi primjer je mraz. Baš kao što se to dešava na zidovima pivske flaše, mraz koji se taloži na unutrašnjim zidovima u nekim frižiderima takođe ima ovaj proces. Ovi slojevi ledenih kristala mogu se uočiti i kod peraje tune na nivou tla. To je mraz koji ne pada s neba kao snijeg. Vazduh je jednostavno toliko hladan da kada udari u površinu biljaka direktno se smrzava. Oni prelaze iz gasovitog u čvrsto stanje. Za više informacija o sličnim pojavama, pogledajte cirus.
Fizičko i hemijsko taloženje
Do sada smo pričali samo o vodi. Međutim, može se pojaviti i s drugim supstancama ili spojevima. Pretpostavimo da imamo komoru u kojoj postoje gasovite čestice zlata. Ovdje možemo uvesti ledeni i otporni predmet i slojevi zlata će se taložiti na ovaj predmet. Isto bi se dogodilo i sa drugim metalima ili jedinjenjima sve dok nije potrebno povećanje pritiska da bi se stvorio vakuum.
S druge strane, imamo hemijsko taloženje. Ako postoji kemijska reakcija između plina i površine, to je kemijsko taloženje. Ovo se obično koristi za polimerne prevlake u industriji. Zahvaljujući hemijskom taloženju obrađuju se površine poput dijamanta, volframa, nitrida, karbida, silicija, grafena itd.
Kao što vidite, reverzna sublimacija je prirodni proces od kojeg ljudi imaju koristi za različite svrhe u industriji. Nadam se da ćete s ovim informacijama saznati više o obrnutoj sublimaciji i kako se to događa.