• 
    

    
    

      99热精品在线国产_美女午夜性视频免费_国产精品国产高清国产av_av欧美777_自拍偷自拍亚洲精品老妇_亚洲熟女精品中文字幕_www日本黄色视频网_国产精品野战在线观看 ?

      淺析升華現(xiàn)象成因

      2019-06-11 11:23:47程琳牛文成
      知識文庫 2019年3期
      關(guān)鍵詞:氣態(tài)蒸氣升華

      程琳 牛文成

      生活中有許多升華現(xiàn)象,如固態(tài)的碘受熱直接變成碘蒸氣的過程;樟腦丸逐漸變小;冰受熱直接變成水蒸氣;燈泡用久了會變黑,是因為燈絲(鎢)受熱而升華;干冰受熱變?yōu)闅鈶B(tài)二氧化碳,舞臺上看到的霧,就是利用干冰升華吸熱,使得周圍溫度降低,由空氣中的水蒸氣遇冷液化成的小水滴等。我們也利用升華現(xiàn)象實現(xiàn)降低液化、物質(zhì)分離等。但升華現(xiàn)象是如何實現(xiàn)的,初高中物理課本沒有過多的解釋,因此,本文通過熱學(xué)內(nèi)容加以分析,對升華的成因,常用的升華方法加以分析匯總,進(jìn)而對升華有更深入一層的理解。

      初中物理定義固態(tài)物質(zhì)不經(jīng)液態(tài)直接轉(zhuǎn)變成氣態(tài)的現(xiàn)象稱為升華,而氣態(tài)物質(zhì)不經(jīng)過液態(tài)直接轉(zhuǎn)化成固態(tài)的過程稱為凝華。升華過程需要吸收熱量,而凝華現(xiàn)象會放出熱量。

      蒸氣壓是指一定外界條件下,液體中的液態(tài)分子會蒸發(fā)為氣態(tài)分子,同時氣態(tài)分子也會撞擊液面回歸液態(tài)。這是單組分系統(tǒng)發(fā)生的兩相變化,一定時間后,即可達(dá)到平衡。平衡時,氣態(tài)分子含量達(dá)到最大值,這些氣態(tài)分子對液體產(chǎn)生的壓強(qiáng)稱為飽和蒸氣壓,簡稱蒸氣壓。

      有些物質(zhì)【如氧(O)】在固態(tài)時就有較高的蒸氣壓,因此受熱后不經(jīng)熔化就可直接變?yōu)闅怏w,冷凝時又轉(zhuǎn)化為固體。固體物質(zhì)的蒸氣壓與外壓相等時的溫度,稱為該物質(zhì)的升華點。在升華點時,不但在晶體表面,而且在其內(nèi)部也發(fā)生了升華,作用很劇烈,易將雜質(zhì)帶入升華產(chǎn)物中。為了使升華只發(fā)生在固體表面,通??偸窃诘陀谏A點的溫度下進(jìn)行,此時固體的蒸氣壓低于內(nèi)壓。

      固液氣的轉(zhuǎn)化

      三相點一般指的是,各種化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的純物質(zhì)處于固、液、氣三個相(態(tài)),在平衡共存時的三條平衡線的交點。三相共存時具有固定的溫度和壓強(qiáng)。所謂相,是指在某一系統(tǒng)中,具有相同成分及相同物理、化學(xué)性質(zhì)的均勻物質(zhì)部分。各相之間有明顯的界面。如有冰、水組成的混合物,冰是一個相,水又是一個相,共有兩個相。而酒精可以溶解于水,水和酒精的混和物卻只有一個相。又如兩塊晶形相同的硫磺是一個相,而兩塊晶形不同的硫磺(如斜方晶形和單斜晶形)則是兩個相。不同相之間的相互轉(zhuǎn)變叫做相變。相變是十分普遍的物理過程。物態(tài)變化就是一種相變過程。例如,固體、液體之間的物態(tài)變化過程就是物質(zhì) 從固相轉(zhuǎn)變?yōu)橐合啵ㄈ刍┗蛞合噢D(zhuǎn)變?yōu)楣滔啵蹋┑倪^程。

      ②在熔點時,固、液兩相平衡共存。如果低于熔點,物質(zhì)就以固相存在;如果高于熔點,物質(zhì)就以液相存在。因此在p-T圖中,畫出熔點和壓強(qiáng)的關(guān)系曲線OL(熔解曲線)就可以表示固、液兩相存在的區(qū)域。在OL的左方是固相存在的區(qū)域,OL和OK(氣相和液相平衡共存的相平衡曲線)之間,是液相存在的區(qū)域(如圖),OL與0K的交點O叫做三相點。這一點既在熔解曲線上,又在汽化曲線上,因此三相可以平衡共存。

      各種物質(zhì),處在三相點時都具有固定的溫度和壓強(qiáng)。如水的三相點溫度為0.01℃,壓強(qiáng)為4.58mmHg。

      在三相點的壓強(qiáng)以下加熱物體時,物體由固態(tài)不經(jīng)過液態(tài)而直接轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)的過程。相反的過程叫做凝華。在升華過程中,外界要對固態(tài)物質(zhì)中的分子做功,使其一方面克服與周圍分子間的結(jié)合力,一方面克服固態(tài)物質(zhì)的環(huán)境壓強(qiáng)。單位質(zhì)量物質(zhì)升華時所吸收的熱量叫做升華熱,在三相點它等于熔解熱與汽化熱之和。升華時,和固體平衡的蒸氣壓強(qiáng)(即固體上方的飽和蒸氣壓)同溫度的關(guān)系由克拉珀龍方程給出,在(T,p)圖上由曲線OS表示。OS曲線上的點表示固、氣兩相平衡共存的狀態(tài)。

      其中氣體的質(zhì)量為m,摩爾質(zhì)量為M,則氣體的摩爾數(shù)就是ν= 。這時,氣體的狀態(tài)方程就稱之為克拉珀龍方程。

      因此,從圖中可知,只要我們知道某種物質(zhì)的三相點的壓強(qiáng)和溫度,確定物質(zhì)在蒸汽壓強(qiáng)下改變溫度,即可實現(xiàn)由固態(tài)向氣態(tài)的直接轉(zhuǎn)化。

      生活中常見的升華方式

      (1)常壓升華:在正常壓強(qiáng)下固體的升華過程。

      (2)常溫升華:即在正常溫度下固體的升華過程。

      (3)真空升華:又稱減壓升華,由于升華與固體蒸氣壓和外壓的相對大小有關(guān),降低外壓可以降低升華溫度,在常壓下不能升華或升華很慢的物質(zhì)可以采用真空升華。真空升華還可防止被升華的物質(zhì)因溫度過高而分解或在升華時被氧化。金屬鎂和釤、三氯化鈦、苯甲酸、糖精等都可用此法提純。

      (4)低溫升華

      1976年,J.W.米切爾提出低溫升華技術(shù),即將溫度和壓力維持在升華物質(zhì)的三相點以下,使它在很低的壓力(幾毫米汞柱)下升華,經(jīng)冷凝后捕集在冷阱中而與雜質(zhì)分離。此法操作簡單,產(chǎn)品純度很高,例如很難用一般方法提純成高純試劑的過氧化氫,用此法提純,一次即可將鈷、鉻、銅、鐵、錳、鎳等雜質(zhì)從1000ng/mL降至0.4~2ng/mL。

      (作者單位:1長安大學(xué)理學(xué)院2西安市曲江第一中學(xué))

      猜你喜歡
      氣態(tài)蒸氣升華
      貪吃蛇升華記
      哈哈畫報(2022年5期)2022-07-11 05:57:54
      ISO/TS 19880-1:2016氣態(tài)氫加注站第1部分一般要求標(biāo)準(zhǔn)解讀
      乙醇蒸氣放空管設(shè)置室內(nèi)引發(fā)爆炸
      氣態(tài)燃料發(fā)動機(jī)相關(guān)發(fā)明專利(三)
      氣態(tài)燃料發(fā)動機(jī)相關(guān)發(fā)明專利(二)
      氣態(tài)燃料發(fā)動機(jī)相關(guān)發(fā)明專利
      胡娟:奉獻(xiàn)也是自我升華
      海峽姐妹(2018年1期)2018-04-12 06:44:09
      混合蒸氣在板式換熱器中凝結(jié)換熱研究
      壓水堆蒸氣發(fā)生器橫向支撐墻體托架焊接工藝及實踐
      基于蒸氣壓縮式制冷循環(huán)的(火用)分析
      河南科技(2014年14期)2014-02-27 14:11:55
      蓬莱市| 邵阳县| 陇川县| 峡江县| 都兰县| 南木林县| 成安县| 普安县| 平顺县| 静安区| 浏阳市| 双柏县| 文昌市| 宁远县| 绥滨县| 普陀区| 保德县| 庐江县| 大悟县| 保山市| 陆良县| 安阳县| 南充市| 信宜市| 三穗县| 久治县| 尉犁县| 连云港市| 公主岭市| 钦州市| 迁西县| 塔城市| 安顺市| 中方县| 彩票| 张掖市| 新竹县| 顺昌县| 安乡县| 开封市| 三都|