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Enthalpy of Sublimation

1850
  • Germain Hess
Wissenschaftler bei der Messung der Sublimation in einem alten Labor, Thermodynamikstudie.

(Abbildung dient nur zur Veranschaulichung)

The enthalpy of sublimation, [latex]\Delta H_{\text{sub}}[/latex], is the heat required to convert one mole of a substance from solid to gas at a given temperature and DruckGemäß dem Hess'schen Satz ist die Energieänderung, da die Enthalpie eine Zustandsfunktion ist, die Summe der Schmelzenthalpie ([latex]Delta H_{text{fus}}[/latex]) und der Verdampfungsenthalpie ([latex]Delta H_{text{vap}}[/latex]).

Die Beziehung [latex]\Delta H_{\text{sub}} = \Delta H_{\text{fus}} + \Delta H_{\text{vap}}[/latex] ist eine direkte Anwendung des Hess'schen Gesetzes der konstanten Wärmesummierung, eines grundlegenden Prinzips der Thermochemie. Dieses Gesetz besagt, dass die gesamte Enthalpieänderung während eines chemischen oder physikalischen Prozesses unabhängig vom eingeschlagenen Weg gleich ist, solange der Anfangs- und Endzustand gleich sind. In diesem Zusammenhang ist der Ausgangszustand die feste Phase und der Endzustand die Gasphase. Man kann sich zwei Wege vorstellen, um vom Festkörper zum Gas zu gelangen: einen direkten einstufigen Weg (Sublimation) oder einen zweistufigen Weg (Schmelzen des Festkörpers zu einer Flüssigkeit, dann Verdampfen der Flüssigkeit zu einem Gas).

The enthalpy change for the direct path is the enthalpy of sublimation, [latex]\Delta H_{\text{sub}}[/latex]. The enthalpy change for the two-step path is the sum of the enthalpy of fusion ([latex]\Delta H_{\text{fus}}[/latex], for the solid-to-liquid transition) and the enthalpy of vaporization ([latex]\Delta H_{\text{vap}}[/latex], for the liquid-to-gas transition). Since the initial and final states are identical for both pathways, Hess’s Law dictates that their total enthalpy changes must be equal. This principle is incredibly useful because it allows for the calculation of an unknown enthalpy change from known values. For instance, if the enthalpies of fusion and vaporization are experimentally easier to measure than the enthalpy of sublimation, the latter can be calculated accurately. This data is crucial for chemical engineers and physicists in designing processes and modeling physical phenomena where sublimation is a key factor, such as in material deposition, Kryogenik, Und Astrophysik.

UNESCO Nomenclature: 2210
- Thermodynamik

Typ

Physikalisches Gesetz

Störung

Grundlegendes

Verwendung

Weitverbreitete Verwendung

Vorläufer

  • Die Arbeiten von Antoine Lavoisier und Pierre-Simon Laplace über Kalorimetrie und Wärmeänderungen bei chemischen Reaktionen
  • the development of the concept of enthalpy (heat content)
  • Die erstes Gesetz der Thermodynamik (Erhaltung der Energie)

Anwendungen

  • calculating energy requirements for industrial freeze-drying processes
  • modeling the ablation of heat shields on spacecraft during atmospheric reentry
  • predicting the behavior of comets as they approach the sun
  • designing chemical purification apparatus based on sublimation
  • thermodynamisch Datenbankentwicklung für die Materialwissenschaft

Patente:

NA

Potenzielle Innovationsideen

  • developing novel refrigerants that use the sublimation-deposition cycle for high-efficiency cooling
  • creating self-regulating temperature buffers for sensitive cargo using materials with a specific enthalpy of sublimation
  • designing atmospheric Kohlenstoffabscheidung systems that freeze co2 and then sublime it for collection
  • formulating energetic materials for rocket propulsion that sublime before combustion for better mixing
  • engineering phase-change materials for thermische Energiespeicherung that utilize the solid-gas transition
  • manufacturing biodegradable packaging that disintegrates via controlled sublimation
  • developing advanced fire suppressants that sublime into an inert gas, smothering flames without residue
  • creating artificial snow for indoor ski slopes with tailored sublimation rates for better texture
  • designing sublimating drones for covert surveillance that leave no physical trace after their mission
  • medical cryoablation tools that use sublimation for precise tissue removal
Verwandt mit: Sublimationsenthalpie, Hesssches Gesetz, Thermochemie, Phasenübergang, Schmelzenthalpie, Verdampfungsenthalpie, Zustandsfunktion, Thermodynamik, Sublimationswärme, Energie.

Historischer Kontext

Enthalpy of Sublimation

1841
1845
1850
1850
1850
1850
1850
1839-01-01
1842
1847
1850
1850
1850
1850
1850

(wenn das Datum unbekannt oder nicht relevant ist, z. B. „Strömungsmechanik“, wird eine gerundete Schätzung seines bemerkenswerten Auftretens bereitgestellt)

10. Jahr Jubiläum

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