11.11
Обычный лед тает в стандартных условиях окружающей среды, а сухой лед нет;вместо этого сухой лед переходит непосредственно в газовую фазу. Этот переход от твердого тела к газу без прохождения через жидкую фазу известен как сублимация. Как правило, сублимирующие соединения проявляют слабые межмолекулярные силы в твердом состоянии.
В сухом льде или твердом диоксиде углерода между молекулами CO2 существуют слабые дисперсионные силы. При атмосферном давлении сухой лед остается твердым при температуре ниже 78, 5 градуса Цельсия. Однако при 78, 5 градуса Цельсия поверхностные молекулы приобретают достаточно тепловой энергии, чтобы полностью преодолеть силы притяжения и перейти непосредственно в паровую фазу.
Это точка сублимации сухого льда. Количество энергии, необходимое для сублимации одного моля твердого вещества, называется его молярной теплотой сублимации или молярной энтальпией сублимации. Поскольку сублимация это эндотермический процесс, значение ее энтальпии всегда положительно.
Обратный процесс сублимации, то есть прямой переход от пара к твердому телу, называется осаждением. Когда молекулы газа сталкиваются с более холодными твердыми поверхностями, они теряют тепло. Множественные столкновения приводят к значительной потере тепла, и в конечном итоге молекулы осаждаются.
Поскольку осаждение связано с потерей энергии, это экзотермический фазовый переход с отрицательным значением энтальпии. Хотя энтальпия осаждения отрицательна, ее величина такая же, как энтальпия сублимации. Когда сублимация происходит в открытой системе, большинство сублимированных молекул рассеиваются в воздухе и никогда не возвращаются.
Следовательно, скорость сублимации больше, чем скорость осаждения. Однако в замкнутой системе равновесие твердое тело-пар"устанавливается в точке сублимации твердого тела. Парциальное давление газа, находящегося в динамическом равновесии с твердым телом, называется давлением его пара.
Сублимирующие твердые вещества имеют высокое давление пара. Например, сухой лед имеет давление пара 56, 5 атмосферы при 20 градусах Цельсия. Однако, поскольку большинство твердых веществ имеют низкое давление пара при легко достижимых температурах, их сублимация не является обычным явлением.
Некоторые твердые вещества могут переходить непосредственно в газообразное состояние, минуя жидкое состояние, посредством процесса, известного как суб…
© 2026 MyJoVE Corporation. Все права защищены.