昇華と蒸発: 違いと比較

私たちの周りにはたくさんの物体があります。 硬いものもあれば、肉眼ではよく見えないものもあれば、水っぽいものもあります。 これらすべてのオブジェクトやマテリアルは、さまざまな状態に分類されています。 固体、液体、気体という XNUMX つの主な状態があります。 彼らは自分の状態を変えることもできます。

一般に、変換の順序は、固体が液体に変化し、次に液体が気体に変化します。 しかしその後、州がこの順序で変換されるとは限らないことに気づきました。

たとえば、一部の物質は固体から直接気体に変化し、一部の液体は気体に変化することが発見されました。 これらのプロセスは、それぞれ昇華と気化と呼ばれます。

主要な取り組み

1. 固体が液体を経ずに直接気体になることを昇華といい、液体が気体になることを気化といいます。
2. 昇華は、周囲の大気の圧力が固体の蒸気圧よりも低い場合に発生します。 対照的に、液体の蒸気圧が周囲の大気圧よりも高い場合、気化が発生します。
3. 昇華は凍結中に物質から水分を除去する凍結乾燥で使用されますが、気化は蒸気タービンで発電に使用されます。

昇華と気化

昇華と蒸発の違いは、昇華では変換プロセス中に固体物質が直接蒸気に変わることです。 液体状態は関与しませんが、液体物質は蒸発中に蒸気に変わります。 これにより、物質の初期段階が異なり、異なる温度で変換が開始されます。

昇華は、物質が液体状態を通過せず、固体状態から直接気体状態に変換される遷移段階です。 この方法では、分子が壊れて薄い空気中に放出されます。

これは吸熱反応です。 例としては、室温と圧力で二酸化炭素に変わるドライアイスがあります。 気化は、液体が特定の温度と圧力の下で気体に変わる移行段階です。

このプロセスは温度が通常より比較的高いときに発生し、分子が急速に動き、原子の分子間結合が切断されます。 水は、温度を上げることによって水がどのように蒸気に変わるかというこのプロセスの代表的な例です。

比較表

比較のパラメータ	昇華	気化
意味	固体から気体への物質の変換。	液体から気体への物質の変換。
初期	コールテン	液体
欠落状態	液体	コールテン
必要な温度	175°C	100°C
例	ドライアイス、ナフタレン	水またはその他の液体。

昇華とは？

物質には固体、液体、気体の XNUMX つの状態があります。 氷は固体、水は液体、水蒸気は気体です。 したがって、XNUMX つの特定の物質がどのようにして何らかの形ですべての状態を持ち得るかは明らかです。

昇華と蒸発と呼ばれるプロセスがあります。 どちらも、ある状態から別の状態への変換に関連しています。 固体を直接気体に変えるプロセスは、昇華と呼ばれます。 このプロセスは、物質の三重点以下でのみ行われます。

したがって、三重点で高圧の固体のみがこの移行プロセスを通過できます。 このプロセスを経る物質は多くありません。 このプロセスを通過できるのはごくわずかです。

一般的な例はドライアイスです。 これは固体の二酸化炭素であり、室温にさらされるとすぐに気体状態に変わります。 別の例としては、やはり室温で昇華するナフタレンが考えられます。

風が乾燥し、湿度が比較的低いときに発生します。 このプロセスの反対は堆積であり、低温などで固体物質に変化し、水が氷や雪に変わります。

気化とは？

液体が気体状態に変化することを気化過程と呼びます。 運動エネルギーの増加により、分子間の力が減少します。 最終的には、蒸気の形で空気中に放出されます。

これは、毎日どこでも行われる非常に一般的なプロセスです。 たとえば、晴れた日の湖の水は、高温により蒸発したり、調理やその他の活動のために水を沸騰させたりすることで蒸発します。 別の例としては、蒸発プロセスを利用して作られる塩が挙げられます。

プロセスに影響を与える要因:

1. 蒸発材料濃度。
2. 空気流量。
3. 液体に含まれるミネラルの量。
4. 分子間力。
5. 圧力。
6. エリア サーフェス。
7. 物質の温度。

気化には、蒸発と沸騰の XNUMX つのタイプまたはモードがあります。

蒸発: 液体を蒸気に変えるこのプロセスは、表面の沸騰温度よりも低い温度で起こります。 この用途には、印刷とプレス、分光分析とクロマトグラフィー、衣類の乾燥などが含まれます。

沸騰は周囲圧力が平衡圧力以下の場合に発生します。 それは沸点または沸点温度で発生します。 用途には、調理用の飲料水を作るためのエアコンや冷蔵庫などが含まれます。

昇華と気化の主な違い

1. 昇華と気化はどちらも変換プロセスですが、昇華のプロセスでは、硬くて硬い固体材料が直接ガス状になり、ガス内でほとんど見られないガスになります。
2. 昇華も気化も最終状態、つまり気体状態は同じですが、初期状態になると異なります。 昇華の間、物質は固体の初期状態を持ちますが、気化では物質の初期状態は液体です。
3. どちらのプロセスも、それぞれのプロセス中に物質の状態を見逃します。 昇華欠損状態はそのまま販売されたままの液体で気体になりますが、気化欠損状態は固体状態になります。
4. 両方とも異なる温度から始まります。 昇華プロセスを開始するために必要な最低温度は 175°C ですが、蒸発プロセス中の温度要件は少なくとも 100°C です。
5. すべての材料が固体から直接気体に変わるわけではないため、どちらのプロセスにも異なる種類の材料が含まれます。 昇華プロセスを受ける材料の例としては、ドライアイスやナフタレンがあります。 気化の例には、水またはその他の液体材料が含まれます。
6. また、すべての固体が昇華できるわけではありません。 すべての液体物質は蒸発する可能性がありますが、いくつかの例外があります。

参考情報

1. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022354915446581
2. https://chemistry-europe.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/cphc.202000108
3. https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.jcim.6b00033
4. https://www.osti.gov/biblio/4513757
5. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0967064501001382
6. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0019103503003191