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Enthalpy of Sublimation

1850
  • Germain Hess
Scienziato che misura la sublimazione in un laboratorio d'epoca, studio di termodinamica.

(Immagine generata a solo scopo illustrativo)

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 pressioneSecondo la legge di Hess, poiché l'entalpia è una funzione di stato, questa variazione di energia è la somma dell'entalpia di fusione (ΔH_fus) e dell'entalpia di vaporizzazione (ΔH_vap).

La relazione [latex]Delta H_{text{sub}} = Delta H_{text{fus}} + Delta H_{text{vap}}[/latex] è un'applicazione diretta della legge di Hess sulla somma costante del calore, un principio fondamentale della termochimica. Questa legge afferma che la variazione totale di entalpia durante un processo chimico o fisico è la stessa indipendentemente dal percorso seguito, purché gli stati iniziale e finale siano gli stessi. In questo contesto, lo stato iniziale è la fase solida e lo stato finale è la fase gassosa. Si possono immaginare due percorsi per passare dallo stato solido a quello gassoso: un percorso diretto in un solo passaggio (sublimazione) o un percorso in due passaggi (fusione del solido in liquido, quindi vaporizzazione del liquido in 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, criogenia, E astrofisica.

UNESCO Nomenclature: 2210
- Termodinamica

Tipo

Legge fisica

Interruzione

Fondamento

Utilizzo

Uso diffuso

Precursori

  • Il lavoro di Antoine Lavoisier e Pierre-Simon Laplace sulla calorimetria e le variazioni di calore nelle reazioni chimiche.
  • the development of the concept of enthalpy (heat content)
  • IL prima legge della termodinamica (conservazione dell'energia)

Applicazioni

  • 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
  • termodinamico sviluppo di database per la scienza dei materiali

Brevetti:

NA

Idee e potenziali innovazioni

  • 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 cattura del carbonio 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 accumulo di energia termica 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
Argomenti correlati: entalpia di sublimazione, legge di Hess, termochimica, transizione di fase, entalpia di fusione, entalpia di vaporizzazione, funzione di stato, termodinamica, calore di sublimazione, energia.

Contesto storico

Enthalpy of Sublimation

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

(se la data è sconosciuta o non rilevante, ad esempio "meccanica dei fluidi", viene fornita una stima approssimativa della sua notevole comparsa)

decimo anno anniversario

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