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昇華熱
鎖定
- 中文名
- 昇華熱
- 外文名
- sublimation heat
- 關係式
- r=λ+L
- 單 位
- 焦耳
- 研究對象
- 晶體
- 領 域
- 冶金
昇華熱技術簡介
在昇華過程中,微粒一方面必須要克服粒子間的結合力做功,另一方面還要克服外界的壓強而做功。根據能量守恆定律,此時必定要從外界吸收熱量。因此昇華熱在數值上與熔解熱和汽化熱之和相等。其關係式為r=λ+L。
冬天晾在室外的結了冰的衣服會變幹,放在衣箱中的樟腦丸時間長了會變小,直到消失,這些現象説明了物質可以由固相不經液相而直接汽化。物質從固相直接轉變為氣相的過程稱為昇華,相反的過程稱為凝華,如冬天在地面上結的霜,就是夜間由水氣凝華而成的冰晶。
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昇華熱原理及應用
物質,在昇華過程中所吸收的相變潛熱稱為昇華熱,它是單位質量的物質,在一定的壓強和温度下,由固相轉變為氣相時所吸收的熱量。昇華時,固體粒子直接轉變成氣體分子,一方面要克服固體粒子間的結合力作功,另一方面還要克服外界的壓力作功,所以物質的昇華熱很大。例如固態CO2(乾冰),在latm下,當温度為-78.5℃時,昇華熱為573 kJ/kg。可見乾冰的昇華熱很大,在工業上常用於食品冷凍及作為人工降雨的製冷劑。現代高速飛機,為克服“熱障”(飛機高速飛行時與空氣摩擦生熱造成的危害)的措施之一,就是利用塗于飛機表面石墨的昇華來降温的。
晶體的昇華熱和液體的汽化熱一樣,也是隨温度升高而減小的。在固、液、氣三相平衡共存的温度下,晶體的昇華熱等於熔解熱與汽化熱之和。單位質量的結晶形態固體在一個確定温度下熔解所需要的熱量叫熔解熱。它也等於單位質量的液態物質在不變的温度下晶化成為固體所放出的熱量。單位質量的液體在一個確定温度下汽化(蒸發)所需要的熱量叫汽化熱。如水的汽化熱為607kcal/kg,熔解熱為80 kcal/kg,昇華熱就是687 kcal/kg。
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昇華熱密閉容器昇華熱
若昇華是在密閉容器中進行,經過一段時間,昇華和凝華達到動態平衡,此時固氣兩相平衡共存的壓強,即為飽和蒸氣壓,相應的温度稱為凝華温度。飽和蒸氣壓的大小與温度相關,温度越高,飽和蒸氣壓越大。一般固體,如金屬在常温下的飽和蒸氣壓都很低,例如鋁在熔點962℃的飽和蒸氣壓也不過只有2×10-3mmHg.有的固態物質的飽和蒸氣壓很高,如干冰在一78.5℃時的飽和蒸氣壓為760 mmHg,碘在114℃時的飽和蒸氣壓為90mmHg.與金屬相比,冰的飽和蒸氣壓也比較高,0℃時為4.6 mmHg,-1℃時為4.22mmHg,在-10℃時也有1.95 mmHg。
昇華熱部分物質昇華熱
三鹵化物昇華熱:
昇華熱意義
昇華熱的發現與計算幫助我們在科技與生活中實現了控温,如飛機機翼除冰,降温升温等實用操作,運用昇華熱的原理,科技的發展更加進步,也使我們科學技術不斷地向前進步。