Põhiline erinevus sublimatsiooni ja soojusülekande vahel on see, et sublimatsioon on aine oleku muutus, soojusülekanne aga energia oleku muutus.
Sublimatsioon ja soojusülekanne on kaks teemat, mida arutame energia ja aine oleku all. Need mõisted on väga olulised selliste valdkondade uurimisel nagu termodünaamika, aine üleminek, energia tootmine ja jõuülekanne ning peaaegu igas mehaanilises süsteemis. Seega on ül altoodud valdkondades silma paistmiseks oluline nende mõistete selge mõistmine.
Mis on sublimatsioon?
Sublimatsioon on protsess, mille käigus aine olek muutub otse tahkest olekusse gaasiliseks ilma vedelat faasi läbimata. Tavaliselt, kui kuumutame tahket ainet sulamistemperatuurini, muudab see oma faasi vedelaks. Kui vedelikku kuumutatakse veelgi keemistemperatuurini, muutub see gaasiliseks. Sublimatsiooni puhul see nii ei ole. Sublimatsioon on oleku otsene muutmine tahkest olekust gaasiliseks.
Joonis 01: Kuivjää sublimatsioon
Saame seda protsessi jälgida ainult eriolukordades spetsiaalsetes materjalides. Puhas naftaleen on selline sublimeeriv materjal. Teine sublimeeriv aine on tahke süsinikdioksiid, mida tuntakse ka kuivjääna. Joodikristallid, jää ja lumi käituvad teatud tingimustel sublimeeriva materjalina. Jääkuubikust eralduv udune gaas sublimeerib jääd.
Mis on soojusülekanne?
Soojusülekande mõiste mõistmiseks peame kõigepe alt mõistma soojuse mõistet. Soojusenergia ehk soojus on süsteemi siseenergia vorm. Soojusenergia on süsteemi temperatuuri põhjus. See tekib süsteemi molekulide juhuslike liikumiste tõttu. Igal süsteemil, mille temperatuur on üle absoluutse nulli, on positiivne soojusenergia. Aatomid ise ei sisalda soojusenergiat. Kuid aatomitel on kineetiline energia. Kui need aatomid põrkuvad üksteise ja süsteemi seintega, eraldavad nad footonitena soojusenergiat. Sellise süsteemi soojendamine suurendab süsteemi soojusenergiat. Mida kõrgem on süsteemi soojusenergia, seda suurem on süsteemi juhuslikkus.
Joonis 2: Soojusülekande mehhanismid
Ül altoodud pilt näitab nelja peamist soojusülekande meetodit: aurustamine, juhtivus, konvektsioon, kiirgus. Soojusülekanne on soojuse liikumine ühest kohast teise. Kui kaks süsteemi, mis on termiliselt kokku puutunud, on erineva temperatuuriga, voolab kõrgema temperatuuriga objekti soojus madalama temperatuuriga objektile, kuni temperatuurid on võrdsed. Temperatuurigradient on vajalik spontaanseks soojusülekandeks. Soojusülekande kiirust mõõdetakse vattides, soojushulka aga džaulides. Ühikvatt võrdub "džauliga ajaühiku kohta".
Mis vahe on sublimatsioonil ja soojusülekandel?
Sublimatsioon on protsess, mille käigus aine olek muudetakse otse tahkest olekust gaasiliseks ilma vedelat faasi läbimata. Soojusülekanne on soojuse liikumine ühest kohast teise. Peamine erinevus sublimatsiooni ja soojusülekande vahel on see, et sublimatsioon on aine oleku muutus, soojusülekanne aga energia oleku muutus. Peale selle saab soojust muundada muudeks energialiikideks ja seejärel üle kanda, kuid sublimatsioonis pole selline muutus võimalik. Lisaks on sublimatsioon ka soojusülekanne aine tahkest olekust aine gaasilisse olekusse.
Allpool on võrdlev kokkuvõte sublimatsiooni ja soojusülekande erinevusest.
Kokkuvõte – sublimatsioon vs soojusülekanne
Sublimatsioon on otseselt seotud soojusülekandega, kuna see hõlmab aine soojuse ülekandumist aine ühest faasist teise. Peamine erinevus sublimatsiooni ja soojusülekande vahel on see, et sublimatsioon on aine oleku muutus, samas kui soojusülekanne on energia oleku muutus.
