Istnieje wiele zjawisk fizycznych, które mają wpływ na nasze życie. Wiele z nich jest wykorzystywanych w przemyśle, medycynie itp. W zasadzie to chyba wszystkie zjawiska fizyczne zawsze w jakiś sposób znajdują zastosowanie. Są zjawiska, które są stosowane dość często lub w bardzo istotnych zastosowaniach, a pomimo tego nie zdajemy sobie z tego sprawy. Do takich zjawisk zaliczymy sublimację. Czym jest sublimacja? Dlaczego zachodzi sublimacja? Co ma na nią wpływ i co nam daje? O tym opowiemy poniżej.
Sublimacja
Topnienie oraz spalanie, to przykłady najbardziej oczywistych i najdłużej znanych zjawisk fizycznych. Nawet kiedy nie było nauki nazywanej fizyką, ludzie zdawali sobie sprawę z ich obecności. Mogli wiązać je z różnymi czynnikami od boskich po naukowe, ale nie mogli ich nie ignorować lub udawać, że ich nie ma. Są jednak zjawiska bardziej subtelne, występujące rzadziej, i w wielu przypadkach niemających większego znaczenia, w epokach poprzednich. Sublimacja należy do takich właśnie zjawisk. Niby zdajemy sobie z niej sprawę, ponieważ uczono nas o niej w szkole, ale raczej mało kto z nas o niej pamięta. Jeszcze gorzej jest z wiedzą, dotyczącą tego, jak zjawisko to przebiega. Gdyby spotkać na ulicy pierwszą losową osobę, to na pytanie, dlaczego ciała stałe topnieją, odpowiedziałby intuicyjnie: “podnosi się temperatura”. Na pytanie, dlaczego zachodzi sublimacja, prawdopodobnie odpowiedziałby zafrasowanym wyrazem twarzy. Sublimacja w naturze zachodzi zdecydowanie rzadziej niż wspomniane topnienie (i krzepnięcie), czy spalanie. W naturze zaobserwować możemy sublimację jedynie w odniesieniu do wody. Zaczynając jednak od początku, Sublimacja jest to zmiana stanu skupienia substancji, ze stanu stałego do gazowego, z pominięciem fazy ciekłej. Musimy wspomnieć o tym, że istnieje proces do niej odwrotny. Resublimacja jest to proces odwrotny, czyli przejście z gazu do ciała stałego, również z pominięciem cieczy. Dlaczego zachodzi sublimacja?
Zobacz koniecznie:
- stroje sportowe dla dzieci z nadrukiem http://efanshop.eu/product-category/ubrania/strojesportowe/
- koszulki z nadrukiem dla firm http://efanshop.eu/product-category/ubrania/koszulki/
- piórniki z nadrukiem http://efanshop.eu/product-category/akcesoria/piorniki-2/
Dlaczego zachodzi sublimacja?
Dla opisania tego, dlaczego zachodzi sublimacja, posłużymy się przykładem wody, ponieważ jest najprostszym do wyobrażenia. Najprostszym przykładem sublimacji, jaki możemy zaobserwować w naszym życiu, to suszenie prania na balkonie w zimie. Pranie takie z czasem zamarznie, ale z czasem jednocześnie wyschnie (na skutek sublimacji właśnie). Sublimacja nie może zajść jednak zawsze. Do tego muszą być spełnione specyficzne warunki. Do parametrów, które opisują te warunki, zaliczamy temperaturę oraz ciśnienie. Musimy również wspomnieć, że sublimacja zachodzi na masową skalę, kiedy zmieniają się drastycznie warunki pogodowe. Choć dla nas jest to niedostrzegalne, to sublimacja śniegu, zazwyczaj poprzedza okres intensywnych roztopów śniegu. Sublimują również lodowce. Jest to właśnie jedna z przyczyn ich zanikania w wysokich górach. Choć temperatury są tam ujemne, przez cały rok. Zmieniający się układ ciśnień, wywołany zmianami klimatycznymi, wywołuje silną sublimację lodu. Pierwszy raz zjawisko sublimacji i resublimacji opisał średniowieczny alchemik (tak alchemik, w tamtych czasach nie było jeszcze chemików i fizyków), zwany pseudo-Geberem. Zwanym, ponieważ nie wiadomo jak się nazywał. Podpisywał się pseudonimem Geber, prawdopodobnie dlatego, że alchemicy mieli często “na pieńku” z kościołem i inkwizycją. Nie zagłębiając się zbytnio w historię Gebera, warte podkreślenia jest, co zaobserwował. Geber zaobserwował, że przy niektórych wartościach temperatury oraz ciśnienia (niezmierzonych wtedy zbyt dokładnie), gazy potrafią się zestalić, lub odwrotnie. Powiązanie tego zjawiska z temperaturą i ciśnieniem zawdzięczamy właśnie jemu.
Kiedy zachodzi sublimacja?
Sublimacja zachodzi wówczas, kiedy lód znajdujący się pod relatywnie niskim ciśnieniem doświadczy wzrostu temperatury. Inna sytuacja to spowodowanie gwałtownego dalszego zmniejszenia ciśnienia, przy zachowaniu temperatury na stałym poziomie. Przy czym warto zauważyć, że wzrost ten dla wody nie przekracza zera stopni Celsjusza. Takie zjawisko możemy czasem zaobserwować, po wyciągnięciu z zamrażarki lodu. Wówczas wydaje nam się, że lód paruje, co w rzeczywistości jest sublimacją. Choć wyciągamy lód z zamrażarki i znajduje się on w otoczeniu dość wysokiej temperatury, to sam lód ma temperaturę poniżej zera, choć stale się podnoszącą. Sublimacja znalazła sporo zastosowań. Obecnie najczęściej stosowanym rozwiązaniem jest druk sublimacyjny. Nadruki sublimacyjne wykonuje się na lakierach poliestrowych. Można je wykonywać zarówno na przedmiotach codziennego użytku, jak i na odzieży. Innym bardzo ważnym zastosowaniem, jest oczyszczanie substancji (np. w przemyśle spożywczym) z jodu, fosforanów i innych szkodliwych substancji. W przypadku sublimacji mamy do czynienia z oczyszczaniem ciał stałych oraz mieszanin ciał stałych. Jest to o tyle bardzo istotne, że w odróżnieniu od cieczy oraz gazów, ciała stałe oczyszcza się zdecydowanie trudniej. Dzięki zastosowaniu sublimacji możemy uprościć wiele procesów technologicznych i laboratoryjnych.
