相与相变
升华
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把一块干冰放在桌上,它不会化成一滩水——它只是冒出打旋的白雾、慢慢缩小,径直变成气体,从不经过液态。这种从固体直接跃到气体、完全跳过液态阶段的过程,就是升华。
当固体的分子能在低于该物质三相点的压强下挣脱成蒸气时,升华就发生了,此时液相根本没有存在的余地。它是相变家族里固体变气体的那一员,是凝华(气体直接变固体,比如霜在冷窗上结成)的镜像。和所有相变一样,它要消耗潜热——升华热,它等于熔化热加上汽化热。
升华比看上去更常见。晴朗的冰冻天里,积雪不化却变少;樟脑丸慢慢消失;冷冻干燥靠在真空中把冰升华掉来保存食物和咖啡;干冰能造出舞台烟雾,正是因为它会升华。它还是一种温和的提纯手法:加热固体使其升华,再把蒸气接到冷表面上,不挥发的杂质就被留在原处。
固态二氧化碳(干冰)在常压下约 −78 °C 升华:它从不融化,只是冒着烟变成气体,不留下一滩液体。
干冰由固直接变气,跳过液态阶段。
升华的逆过程——气体直接变固体——叫凝华(有时也叫「逆升华」),霜和雪花直接由水蒸气形成时就是这种。按能量账目,升华热等于熔化热加上汽化热。
又称
另见