Sublimatsiooni ja soojusülekande erinevus

võtme erinevus sublimatsiooni ja soojusülekande vahel on see sublimatsioon on aine oleku muutus, soojusülekanne aga energia oleku muutus.

Sublimatsioon ja soojusülekanne on kaks teemat, mida arutame energia ja aine seisundi all. Need mõisted on väga olulised selliste valdkondade uurimisel nagu termodünaamika, mateeria üleminek, energia tootmine ja jõuülekanne ning peaaegu igas mehaanilises süsteemis. Seega on eelnimetatud valdkondade silma paistmiseks oluline nende mõistete selge mõistmine.

SISU

1. Ülevaade ja peamised erinevused
2. Mis on sublimatsioon 
3. Mis on soojusülekanne
4. Kõrvuti võrdlus - sublimatsioon vs soojusülekanne tabelina
5. Kokkuvõte

Mis on sublimatsioon?

Sublimatsioon on aine oleku muutmise protsess tahkest gaasiks otse vedelat faasi läbimata. Tavaliselt, kui kuumutame tahke aine sulamistemperatuurini, muudab see oma faasi vedelaks. Kui vedelikku kuumutatakse veelgi keemistemperatuurini, muudab see oleku gaasiks. Sublimatsiooni puhul see nii ei ole. Sublimatsioon on oleku otsene muutmine tahkest gaasiks.

Joonis 01: kuiva jää sublimatsioon

Me saame seda protsessi jälgida ainult eriolukordades spetsiaalsetes materjalides. Puhas naftaleen on selline sublimatsioonimaterjal. Teine sublimeeriv aine on tahke süsinikdioksiid, mida nimetatakse ka kuivaks jääks. Joodikristallid, jää ja lumi käituvad teatud tingimustel sublimatiivse materjalina. Jääkuubikust eralduv udune gaas sublimeerib jääd.

Mis on soojusülekanne?

Kõigepealt peame mõistma soojuse mõistet, et mõista soojusülekande mõistet. Soojusenergia ehk soojus on süsteemi sisemise energia vorm. Soojusenergia on süsteemi temperatuuri põhjus. See ilmneb süsteemi molekulide juhuslike liikumiste tõttu. Igal süsteemil, mille temperatuur ületab absoluutset nulli, on positiivne soojusenergia. Aatomid ise ei sisalda soojusenergiat. Kuid aatomitel on kineetiline energia. Kui need aatomid põrkuvad üksteisega ja süsteemi seintega, eraldavad nad soojusenergiat footonitena. Sellise süsteemi kuumutamine suurendab süsteemi soojusenergiat. Mida suurem on süsteemi soojusenergia, seda suurem on süsteemi juhuslikkus.

Joonis 2: Soojusülekande mehhanismid

Ülaltoodud pilt näitab nelja peamist soojusülekande meetodit: aurustumine, juhtivus, konvektsioon, kiirgus. Soojusülekanne on soojuse liikumine ühest kohast teise. Kui kaks termiliselt kokkupuutuvat süsteemi on erineva temperatuuriga, voolab kõrgemal temperatuuril esinev objekt soojust madalama temperatuuriga objektile, kuni temperatuurid on võrdsed. Temperatuuri gradient on vajalik spontaanseks soojusülekandeks. Mõõdame soojusülekande kiirust vattides, soojushulka aga džaulides. Ühiku vatt võrdub „džaulidega ajaühiku kohta”.

Mis vahe on sublimatsioonil ja soojusülekandel??

Sublimatsioon on aine oleku muutmise protsess tahkest gaasist otse vedelat faasi läbimata. Soojusülekanne on soojuse liikumine ühest kohast teise. Peamine erinevus sublimatsiooni ja soojusülekande vahel on see, et sublimatsioon on aine oleku muutus, soojusülekanne aga energia oleku muutus. Peale selle saab soojuse muundada muudeks energiavormideks ja seejärel üle kanda, kuid sublimatsioonis pole selline muutus võimalik. Lisaks on sublimatsioon ka soojusülekanne aine tahkest olekust gaasi olekusse.

Allpool on toodud sublimatsiooni ja soojusülekande erinevuse võrdlev kokkuvõte.

Kokkuvõte - sublimatsioon vs soojusülekanne

Sublimatsioon on otseselt seotud soojusülekandega, kuna see hõlmab aine soojuse ülekandumist aine ühest faasist teise. Peamine erinevus sublimatsiooni ja soojusülekande vahel on see, et sublimatsioon on aine oleku muutus, samas kui soojusülekanne on energia oleku muutus.

Viide:

1. María Dolores Luque de Castro, José Luis Luque García, analüütilise keemia tehnika ja instrumenteerimise alal, 2002.
2. Helmenstine, doktorikraad Anne Marie “Sublimatsiooni määratlus (faasiüleminek keemia alal)” ThoughtCo, 13. jaanuar 2019, saadaval siit.

Pilt viisakalt:

1. “Kuiva jää sublimatsioon 1”, autor Christopher Salemist, OR, USA - lõbus kuiva jääga 1Laetud Diaa_abdelmoneimi (CC BY-SA 2.0) kaudu Commonsi Wikimedia
2. BruceBlausi “soojusülekanne” - oma töö (CC BY-SA 4.0) Commonsi Wikimedia kaudu