Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
» 昇華の三重点条件

昇華の三重点条件

1880
  • Josiah Willard Gibbs
Laboratory apparatus demonstrating sublimation and phase transitions in thermodynamics.

(画像はイメージです)

昇華とは、固体から気体への直接的な相転移であり、物質の三重点以下の温度と圧力で起こる。三重点とは、物質の三重点が特定の温度と圧力で変化する点である。 熱力学 固体、液体、気体の3つの相が平衡状態で共存できる状態。相図上では、昇華曲線が固体相と気体相を分離し、原点から始まり三重点で終わる。

三重点の概念は熱力学の基礎であり、ジョサイア・ウィラード・ギブスの相律によって正式に記述されています。相律[latex]F = C – P + 2[/latex]は、系の自由度(F)を成分数(C)と平衡状態にある相数(P)に関連付けます。純物質(C=1)の場合、3つの相が共存(P=3)すると、自由度はF = 1 – 3 + 2 = 0となります。これは、状態が不変であり、温度と圧力の特定の組み合わせ、すなわち三重点でのみ存在できることを意味します。

物質の相図は、その物質の異なる相が安定する条件をグラフで表したものです。これは通常、圧力と温度の関係を示したグラフです。相図は、相境界によって固体、液体、気体の領域に分けられます。固体領域と気体領域を隔てる線は昇華曲線です。この線上の任意の点は、固体相と気体相が平衡状態にある状態を表します。固体相領域から始めて、一定温度で圧力を下げると、この線を越えた時点で昇華が起こります。同様に、三重点圧力以下の一定圧力で固体を加熱すると、昇華が起こります。水の場合、三重点は0.01℃(273.16K)、圧力611.657Paです。この値より低い圧力では、加熱すると氷は液体の水相を経ずに直接水蒸気に昇華します。この原理は、凍結乾燥などのプロセスにおいて基本となります。凍結乾燥では、低温を凍結材料に加えることで、高温による損傷を受けることなく効率的に水分を除去します。

UNESCO Nomenclature: 2210
熱力学

タイプ

抽象システム

混乱

基礎

使用法

広く普及している

前駆物質

  • アントワーヌ・ラヴォアジエによる物質の状態に関する研究
  • development of the kinetic theory of gases by clausius and maxwell
  • 熱力学の法則の定式化
  • 水の沸騰や氷の融解など、相変化の初期の観察

アプリケーション

  • 食品および医薬品の凍結乾燥(凍結乾燥法)
  • 宇宙空間の真空における彗星の尾の形成を理解する
  • 霜の形成(沈着)
  • 真空昇華による化学化合物の精製
  • ドライアイスの製造

特許:

NA

潜在的なイノベーションのアイデア

ボットによるトラフィック(現在1日あたり4万件以上)を排除するため、このコンテンツはコミュニティメンバー限定となっています。
> ログイン < または > 登録 < (100%無料)でこれにアクセスできます。他のすべての制限付きコンテンツとツールも同様です。

関連キーワード:昇華、三重点、相図、相転移、熱力学、圧力、温度、ギブスの相律、固体、気体。

歴史的背景

昇華の三重点条件

1870
1873
1877
1880
1882-01-01
1883
1884
1869
1871
1876
1877
1880
1882-01-01
1884
1885

(日付が不明または関連性がない場合、例えば「流体力学」などでは、その注目すべき出現時期の概算値が提示されます。)

フルサイズの画像とダウンロードは、登録会員のみが100%無料で利用できます。