物理变化
在使用灯泡的过程中,
因为灯泡热的发光,所以灯丝的温度更高。
在高温下,灯丝会升华,使灯丝变细了。
所以,用久的灯泡的灯丝会变细的。
升华(sublimation)指物质从固态不经过液态直接变成气态的相变过程。逆过程叫凝华。
在相图中,温度和压强低于三相点的部分中,有气相和固相的交界线。凡是从气相越过这条交界线变为固相的过程,都是凝华。相反的过程,即从固相越过这条交界线变为气相的过程,叫升华。大部分物质在升华为蒸气后还能凝华成为和升华前一样的固体,但是某些固体会在升华又凝华后形成另一种结构的固体,比如
红磷在升华之后再凝华就成为
白磷了。
升华是吸热过程,升华所吸收的焓叫升华焓(enthalpy of sublimation)或升华热(heat of sublimation)。同一物质的升华热永远比蒸发热的数值要大。
在一定的
大气压强下,固体物质的蒸气压与外压相等时的温度,称为该物质在这个压强下的升华点。在升华点时,不但在固体表面,而且在其内部也发生了升华,作用很剧烈。
实例
生活中的例子
固态的碘受热直接变成碘蒸气的过程是升华。
樟脑丸逐渐变小是升华。
冰受热直接变成
水蒸气是升华。
灯泡用久了会变黑,是因为灯丝(钨)受热而升华,气体碰到玻璃,遇冷凝华。
干冰受热变为气态
二氧化碳是升华。
舞台上看到的雾,就是利用干冰升华吸热,使得周围温度降低,由空气中的水蒸气遇冷液化成的小水滴。
自然界的例子
当干燥的风吹过山地的雪时,一部分雪会“消失”,“消失”过程没有液态水的出现。这是因为这些雪升华成水蒸气了。一个具体的例子是
落基山脉(Rocky Mountains)的雪[4] :当奇奴克风(Chinook winds)从太平洋吹到落基山脉时,风的温度并不低(15 ℃ 左右)却很干燥(湿度不到 10%),这种风吹到山上的雪时,雪升华了,没有雪水出现。
火星的南极有季节性的干冰盖,随着季节的变化,干冰盖的大小和形状会发生变化。这种干冰盖的减小是干冰升华为二氧化碳气体的过程