Galvenā atšķirība starp sublimāciju un siltuma pārnesi ir tāda, ka sublimācija ir vielas stāvokļa maiņa, turpretim siltuma pārnese ir enerģijas stāvokļa maiņa.
Sublimācija un siltuma pārnese ir divas tēmas, kuras mēs apspriežam saistībā ar enerģiju un vielas stāvokli. Šie jēdzieni ir ļoti svarīgi, pētot tādas jomas kā termodinamika, vielu pāreja, enerģijas ražošana un jaudas pārnešana, kā arī gandrīz katrā mehāniskajā sistēmā. Tāpēc ir svarīga šo jēdzienu skaidra izpratne, lai gūtu izcilību iepriekš minētajās jomās.
Kas ir sublimācija?
Sublimācija ir process, kurā vielas stāvoklis tiek tieši mainīts no cietas uz gāzi, neizejot cauri šķidrai fāzei. Parasti, kad mēs uzsildām cietu vielu līdz tās kušanas temperatūrai, tā mainīs savu fāzi uz šķidrumu. Kad šķidrums tiek tālāk uzkarsēts līdz vārīšanās temperatūrai, tas mainīs stāvokli uz gāzi. Sublimācijas gadījumā tas tā nav. Sublimācija ir process, kurā notiek tieša stāvokļa maiņa no cieta stāvokļa uz gāzi.
Attēls 01: Sausā ledus sublimācija
Šo procesu varam novērot tikai īpašās situācijās īpašos materiālos. Tīrs naftalīns ir tik sublimējošs materiāls. Vēl viena sublimējoša viela ir cietais oglekļa dioksīds, ko sauc arī par sauso ledu. Joda kristāli, ledus un sniegs noteiktos apstākļos darbojas kā sublimējošs materiāls. Miglainā gāze, kas izdalās no ledus kuba, sublimē ledu.
Kas ir siltuma pārnese?
Mums vispirms ir jāsaprot siltuma jēdziens, lai saprastu siltuma pārneses jēdzienu. Siltuma enerģija jeb siltums ir sistēmas iekšējās enerģijas veids. Siltumenerģija ir sistēmas temperatūras iemesls. Tas rodas sistēmas molekulu nejaušu kustību dēļ. Katrai sistēmai, kuras temperatūra ir virs absolūtās nulles, ir pozitīva siltumenerģija. Paši atomi nesatur siltumenerģiju. Bet atomiem ir kinētiskā enerģija. Kad šie atomi saduras viens ar otru un sistēmas sienām, tie izdala siltumenerģiju fotonu veidā. Šādas sistēmas apkure palielinās sistēmas siltumenerģiju. Jo augstāka sistēmas siltumenerģija, jo lielāka ir sistēmas nejaušība.
2. attēls. Siltuma pārneses mehānismi
Iepriekš redzamajā attēlā parādītas četras galvenās siltuma pārneses metodes: iztvaikošana, vadīšana, konvekcija, starojums. Siltuma pārnese ir siltuma kustība no vienas vietas uz otru. Kad divas sistēmas, kas ir termiski saskarē, ir dažādās temperatūrās, siltums no objekta ar augstāku temperatūru plūst uz objektu ar zemāku temperatūru, līdz temperatūra ir vienāda. Spontānai siltuma pārnesei ir nepieciešams temperatūras gradients. Mēs mēra siltuma pārneses ātrumu vatos, bet siltuma daudzumu mēra džoulos. Vatu vienība ir vienāda ar “džouliem laika vienībā”.
Kāda ir atšķirība starp sublimāciju un siltuma pārnesi?
Sublimācija ir process, kurā vielas stāvokli tieši maina no cietas uz gāzi, neizejot cauri šķidrai fāzei. Siltuma pārnese ir siltuma kustība no vienas vietas uz otru. Galvenā atšķirība starp sublimāciju un siltuma pārnesi ir tā, ka sublimācija ir vielas stāvokļa maiņa, savukārt siltuma pārnese ir enerģijas stāvokļa izmaiņas. Bez tam siltumu var pārvērst citos enerģijas veidos un pēc tam nodot, bet sublimācijā šādas izmaiņas nav iespējamas. Turklāt sublimācija ir arī siltuma pārnese no cietas vielas stāvokļa uz gāzveida stāvokli.
Zemāk ir salīdzinošs kopsavilkums par atšķirību starp sublimāciju un siltuma pārnesi.
Kopsavilkums - sublimācija pret siltuma pārnesi
Sublimācija ir tieši saistīta ar siltuma pārnesi, jo tā ietver vielas siltuma pārnesi no vienas vielas fāzes uz citu. Galvenā atšķirība starp sublimāciju un siltuma pārnesi ir tāda, ka sublimācija ir vielas stāvokļa maiņa, turpretim siltuma pārnese ir enerģijas stāvokļa maiņa.
