Er hægt að sublimera tvisvar á glasi?
-----------------------------------------------
Í heimi vísinda vísar sublimation til þess ferlis þar sem efni breytist beint úr föstu formi í lofttegund án þess að fara í gegnum vökvafasann. Þetta forvitnilega fyrirbæri má sjá í ýmsum efnum, þar á meðal þurrís, sem er storknað koltvísýringur sem sublimast við hitastig undir -78,5 gráðum á Celsíus.
En hvað með sublimation á glasi? Er hægt að sublimera tvisvar? Til að svara þessari spurningu þurfum við að kafa ofan í meginreglur sublimation og skilja hvernig það á við um mismunandi efni.
Skilningur á sublimation:
--------------------------------
Sublimation er ferli sem á sér stað þegar gufuþrýstingur fasts efnis fer yfir andrúmsloftsþrýsting þess við tiltekið hitastig. Í stað þess að bráðna fer efnið beint úr föstu formi yfir í gasfasa. Þetta fyrirbæri er knúið áfram af frásogi orku, oft í formi hita, sem truflar millisameindakrafta sem halda föstu byggingunni saman.
Þegar sublimation á sér stað fá sameindirnar í föstu formi nægilega orku til að rjúfa tengsl sín og komast út í gasfasann. Aftur á móti, þegar lofttegund er háð lækkuðu hitastigi og þrýstingi, getur það gengist undir útfellingu, öfugt ferli sublimation, sem breytist beint úr gasi í fast efni.
Sublimation á glasi:
-----------------------------
Nú skulum við beita þessari þekkingu í samhengi við krukka. Túrglas er venjulega úr efni eins og ryðfríu stáli eða plasti, sem bæði eru fast efni við stofuhita. Þá vaknar spurningin: geta þessi efni gengist undir sublimation?
Svarið er í stuttu máli nei. Sublimation á sér aðeins stað í efnum sem hafa verulegan gufuþrýsting við ákveðið hitastig. Ryðfrítt stál og plast hafa ekki þennan eiginleika, svo þau geta ekki sublimað.
Hins vegar er mikilvægt að hafa í huga að sublimation er ekki eina ferlið þar sem efni getur skipt úr föstu formi í gas á túber. Uppgufun getur líka átt sér stað, sem er það ferli að vökvi breytist í gas við hitastig undir suðumarki.
Uppgufun á glasi:
-----------------------------
Uppgufun á sér stað þegar sameindir á yfirborði vökva fá næga orku til að losna úr vökvaástandi sínu og sleppa út í nærliggjandi loft sem gas. Þetta ferli er knúið áfram af orku sem er til staðar í umhverfinu, svo sem hita frá umhverfinu.
Þó að sublimation sé ekki möguleg á krukka, getur uppgufun átt sér stað ef hólkurinn inniheldur vökva sem getur gufað upp, eins og vatn. Þegar vatn verður fyrir lofti geta yfirborðssameindir þess öðlast næga orku til að skipta yfir í gasfasa.
Þættir eins og hitastig, raki og yfirborðsflatarmál hafa áhrif á uppgufunarhraða. Hærra hitastig og lægra rakastig auðvelda hraðari uppgufun, en aukið yfirborðsflatarmál gerir kleift að fleiri sameindir sleppa út í loftið.
Tvöföld sublimation:
-----------------------
Aftur á upprunalegu spurninguna, er hægt að sublimera tvisvar á glasi? Svarið er enn nei, þar sem sublimation er ekki möguleg á krukka úr efnum eins og ryðfríu stáli eða plasti. Það er einskiptisferli sem á sér stað við sérstakar aðstæður fyrir tiltekin efni.
Hins vegar er rétt að nefna að það eru ákveðin efni, eins og joðkristallar, sem geta gengist undir sublimation margsinnis við réttar aðstæður. Joðkristallar, þegar þeir eru hitaðir varlega, geta sublimað og síðan aftur þéttist á kaldara yfirborði til að mynda nýja kristalla. Þetta ferli er hægt að endurtaka mörgum sinnum, sem leiðir til heillandi sýningar á sublimation.
Hagnýt notkun sublimation:
-----------------------------------------
Þó að sublimation á krukka sé ekki möguleg, finnur sublimation fjölmörg hagnýt forrit á ýmsum sviðum. Ein slík notkun er í frostþurrkun, ferli sem er notað til að varðveita matvæli, lyf og aðra viðkvæma hluti.
Í frostþurrkun eru efni fryst og síðan sett í lofttæmishólf þar sem minnkaður þrýstingur veldur því að frosið vatn inni í sublimunar. Þetta fjarlægir vatnsinnihaldið en varðveitir uppbyggingu og heilleika efnisins. Lokaniðurstaðan er létt, auðvelt að flytja og endingargóð vara.
Sublimation er einnig notað á sviði prentunar, sérstaklega í dye-sublimation prentun. Þessi prenttækni felur í sér að flytja litarefni á ýmis efni, svo sem vefnaðarvöru eða plast, í gegnum sublimation. Litarefnin eru fyrst prentuð á sérstakan flutningspappír og síðan sublimuð á endanlegt undirlag með því að beita hita og þrýstingi.
Niðurstaða:
----------------
Í stuttu máli vísar sublimation ferlið til beins umskiptis efnis úr föstu formi í lofttegund án þess að fara í gegnum fljótandi ástand. Þó að hægt sé að sjá sublimation í ýmsum efnum, er það ekki mögulegt á krukka úr efnum eins og ryðfríu stáli eða plasti.
Jafnvel þó að sublimation eigi sér ekki stað á glasi, geta önnur ferli eins og uppgufun átt sér stað ef glasið inniheldur vökva sem getur gufað upp. Skilningur á meginreglum sublimation og hagnýt notkun hennar eykur þekkingu okkar á þessu heillandi náttúrufyrirbæri.
