
【化】 heat of sublimation; sublimation heat
升華熱(Heat of Sublimation)是物理化學中描述物質相變過程的重要熱力學參數,指在恒定溫度及标準壓力(通常為1 atm)下,單位質量的固态物質直接轉化為氣态所需吸收的熱量。其英文對應術語為"Sublimation Enthalpy"或"Latent Heat of Sublimation",國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)将其定義為相變過程中系統焓的變化值。
根據熱力學定律,升華熱的計算可通過以下公式表達: $$ ΔH{sub} = H{gas} - H_{solid} $$ 其中ΔHsub代表升華焓,Hgas和Hsolid分别對應氣态和固态的焓值。該參數在材料科學領域常用于預測物質的揮發特性,例如幹冰(固态二氧化碳)在-78.5℃時的升華熱為25.2 kJ/mol。
實驗測定方面,美國國家标準與技術研究院(NIST)推薦采用差示掃描量熱法(DSC)進行精密測量。在工業應用中,升華熱數據對冷凍幹燥制藥工藝具有指導價值,如疫苗凍幹過程中需精确控制升華速率以避免蛋白質變性。
需要說明的是,升華過程與凝華(Deposition)互為逆過程,兩者焓值絕對值相等而符號相反。該熱力學特性在氣象學中解釋霜形成機制時具有重要應用,例如水蒸氣在低溫表面直接結晶放熱的物理現象。
升華熱是物質從固态直接轉化為氣态(升華)過程中吸收的熱量。以下是詳細解釋:
定義
升華熱指單位質量的物質在升華時吸收的熱量。其物理本質是克服粒子間結合力和外界壓強所做的功。
計算公式
升華熱(( r ))等于同種物質的熔解熱(( lambda ))與汽化熱(( L ))之和,即:
$$
r = lambda + L
$$
這一關系表明升華過程需經曆固态→液态→氣态兩階段的總能量。
特性與意義
應用實例
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