A volte, è facile discernere il significato delle parole nella scienza perché condividono alcuni aspetti dei loro significati con l'inglese quotidiano. Concetti scientifici come l'energia, la forza e persino la selezione naturale sono per lo più estensioni della nostra comprensione comune e dei loro significati colloquiali. Non così per la sublimazione. Anche se conosci il significato non scientifico della parola, quella conoscenza non ti aiuterà quando si tratta del suo significato nella scienza. Nella scienza, la sublimazione ha a che fare con la branca della fisica e della chimica chiamata termodinamica.

Stati della materia

La maggior parte della materia quotidiana esiste in una delle tre fasi o stati principali: solido, liquido o gas . La materia può cambiare stato senza cambiare la sua identità. Ad esempio, ghiaccio, acqua e vapore sono tutti H2O; il ghiaccio è fase solida H2O, l'acqua è fase liquida H2O e il vapore è fase gas H2O. (Notare che il 2 in H2O dovrebbe essere un pedice.)

Cambiare le fasi

Abbiamo già familiarità con molti cambiamenti di fase: la fusione è il passaggio da un solido a un liquido; l'ebollizione è il passaggio da un liquido a un gas; e la sublimazione è semplicemente il passaggio da un solido a un gas.

Diagramma di fase

Come cambia un solido in un gas? Passa molto rapidamente attraverso la fase liquida? Trasporta in una sorta di dimensione superiore? Un semplice diagramma di fase mostra che il processo di sublimazione è molto meno complicato. A certe temperature (crescenti lungo l'asse x) e alle pressioni (crescenti lungo l'asse y), ciascuna sostanza esisterà in una fase solida, liquida o gassosa. Per trasformare un solido in un gas attraverso la sublimazione senza passare attraverso la fusione e l'ebollizione, la pressione deve essere abbassata. Quindi è possibile attraversare la linea singola tra solido e gas.

Calore latente di trasformazione

Quando si aggiunge calore a un solido, la temperatura salirà fino a raggiungere una linea sulla fase diagramma. Quindi, al posto della temperatura in aumento, tutto il calore viene utilizzato per cambiare la fase della sostanza. Il calore usato in quel processo è chiamato il calore latente della trasformazione. Il calore usato per cambiare una sostanza da un solido a un gas è chiamato il calore latente della sublimazione. Il calore viene assorbito nel passaggio da solido a gas e (per la stessa massa della stessa sostanza) viene rilasciata la stessa quantità di calore nel passaggio da gas a solido (processo chiamato deposizione).

Esempi di sublimazione

Forse l'esempio più famoso di sublimazione è il ghiaccio secco. Il ghiaccio secco è un anidride carbonica solida che sublima a gas anidride carbonica a temperatura ambiente. Lo iodio può essere sublime (anche se può esistere anche come liquido a temperatura ambiente), così come il naftalene, un composto organico usato in naftalina. La sublimazione è anche il principio alla base degli alimenti liofilizzati.