Süblimleşme ve ısı transferi arasındaki temel fark, süblimleşmenin maddenin durumundaki bir değişiklikken, ısı aktarımının enerjinin durumundaki bir değişiklik olmasıdır.
Süblimleşme ve ısı transferi, enerji ve maddenin hali altında tartıştığımız iki konu. Bu kavramlar termodinamik, madde geçişi, güç üretimi ve güç aktarımı gibi alanlarda ve hemen hemen her mekanik sistemde çok önemlidir. Bu nedenle, yukarıdaki alanlarda üstünlük sağlamak için bu kavramların net bir şekilde anlaşılması önemlidir.
Süblimasyon Nedir?
Süblimleşme, maddenin durumunu sıvı fazdan geçmeden doğrudan katıdan gaza değiştirme işlemidir. Genellikle, bir katıyı erime noktasına kadar ısıttığımızda, fazını sıvı hale getirir. Sıvı, kaynama noktasına kadar daha fazla ısıtıldığında, durumu gaza değiştirir. Süblimasyonda durum böyle değildir. Süblimleşme, durumu doğrudan katıdan gaza değiştirme işlemidir.
Şekil 01: Kuru Buzun Süblimleşmesi
Bu işlemi ancak özel malzemelerde özel durumlarda gözlemleyebiliriz. Saf naftalin böyle yüceltici bir malzemedir. Süblimleşen diğer bir madde ise kuru buz olarak da bilinen katı karbondioksittir. İyot kristalleri, buz ve kar, bazı koşullar altında süblimleştirici malzeme gibi davranır. Bir buz küpünden çıkan puslu gaz buzu yüceltiyor.
Isı Transferi Nedir?
Isı transferi kavramını anlamak için önce ısı kavramını anlamalıyız. Termal enerji veya ısı, bir sistemin iç enerjisinin bir şeklidir. Termal enerji, bir sistemin sıcaklığının nedenidir. Sistem moleküllerinin rastgele hareketleri nedeniyle oluşur. Mutlak sıfırın üzerinde bir sıcaklığa sahip her sistem pozitif termal enerjiye sahiptir. Atomların kendileri herhangi bir termal enerji içermez. Ancak atomların kinetik enerjileri vardır. Bu atomlar birbirleriyle ve sistemin duvarlarıyla çarpıştığında, fotonlar olarak termal enerjiyi serbest bırakırlar. Böyle bir sistemin ısıtılması, sistemin termal enerjisini artıracaktır. Sistemin termal enerjisi ne kadar yüksek olursa, sistemin rastgeleliği de o kadar yüksek olur.
Şekil 2: Isı Transferi Mekanizmaları
Yukarıdaki görüntü, ısı transferinin dört ana yöntemini göstermektedir: buharlaşma, iletim, konveksiyon, radyasyon. Isı transferi, ısının bir yerden başka bir yere hareketidir. Termal olarak temas eden iki sistem farklı sıcaklıklarda olduğunda, daha yüksek sıcaklıktaki nesneden gelen ısı, sıcaklıklar eşitlenene kadar daha düşük sıcaklıktaki nesneye akacaktır. Kendiliğinden bir ısı transferi için bir sıcaklık gradyanı gereklidir. Isı transfer oranını watt cinsinden ölçeriz, ısı miktarı ise joule cinsinden ölçülür. Birim watt, "birim zaman başına joule"ye eşittir.
Süblimleşme ve Isı Transferi Arasındaki Fark Nedir?
Süblimleşme, maddenin durumunu sıvı fazdan geçmeden doğrudan katıdan gaza değiştirme işlemidir. Isı transferi, ısının bir yerden başka bir yere hareketidir. Süblimleşme ve ısı transferi arasındaki temel fark, süblimleşme maddenin durumundaki bir değişiklik iken, ısı transferi enerjinin durumundaki bir değişikliktir. Bunun dışında ısı, diğer enerji biçimlerine dönüştürülebilir ve daha sonra aktarılabilir, ancak süblimleşmede böyle bir değişiklik mümkün değildir. Ayrıca süblimleşme aynı zamanda maddenin katı halinden gaz haline bir ısı transferidir.
Aşağıda süblimasyon ve ısı transferi arasındaki farkın karşılaştırmalı özeti bulunmaktadır.
Özet – Süblimleşme ve Isı Transferi
Süblimleşme doğrudan ısı transferi ile ilgilidir çünkü bir maddenin ısısının maddenin bir fazından başka bir fazına transferini içerir. Süblimleşme ile ısı transferi arasındaki temel fark, süblimleşme maddenin hal değişimi iken ısı transferi enerjinin halinin değişmesidir.
