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(guò)液態(tài)直接變成氣態(tài)的過(guò)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(guò)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(lái)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(guò)程。

　　常溫升華

　　即在正常溫度下固體的升華過(guò)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(guò)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^(guò)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(guò)液態(tài)而直接轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)的過(guò)程。相反的過(guò)程叫做凝華。在升華過(guò)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。