Hoje vamos falar sobre um dos processos termodinâmicos que geralmente ocorrem na natureza. É sobre o sublimação reversa. Ocorre quando uma mudança de estado exotérmico ocorre de um gás para um sólido sem primeiro ser convertido por sua fase líquida. Tem outros nomes como sublimação regressiva ou deposição.
Neste artigo, vamos falar sobre todas as características, como isso acontece e quão importante é a sublimação reversa.
Características principais
É um processo exotérmico, pois as partículas gasosas devem perder energia na forma de calor e devolvê-la ao meio ambiente. Desta forma, consegue-se que o produto desta reação tenha menos energia do que o dos reagentes. De forma que esfrie o suficiente para que podem formar cristais, solidificar ou congelar em uma superfície. Este processo de sublimação reversa pode ser visto onde existe uma superfície suficientemente gelada para que os cristais possam ser depositados sobre ela diretamente.
Quando falamos em deposição, não estamos nos referindo ao fato de que as partículas são depositadas a partir da fase gasosa sem realmente molhar a superfície. Normalmente encontramos o fenômeno da sublimação inversa em objetos gelados, como o gelo que se deposita nas folhas durante o inverno. Podemos detectar essa deposição por ser formada por uma fina camada de cristais, embora também possa ser uma poeira aparente ou argila.
Graças ao controle deste processo Novos materiais multicamadas podem ser obtidos onde cada camada consiste em um sólido específico que é depositado por processos físicos e químicos.
O papel da sublimação reversa
É, como o próprio nome sugere, um processo de sublimação composto. Não parte da evaporação de um sólido, mas de um gás que se solidifica ou congela. Pode ser bastante surpreendente pensar que um gás pode ser resfriado a tal ponto que nem mesmo precisa passar por ele já se tornou líquido.
Vamos ver qual é o papel da superfície na sublimação reversa. Quando um gás é altamente desordenado e difuso, ele começa a reorganizar suas particularidades e se estabelecer como um sólido quando a temperatura cai. Este rearranjo é termodinamicamente difícil de realizar. E é que precisa de um tipo de suporte capaz de receber as partículas do gás para que se concentrem. Uma vez que as partículas estão concentradas, elas podem interagir umas com as outras para trocar calor com a superfície mais fria.
É assim que perdem energia graças à superfície atuando como um trocador de calor. Conforme as partículas trocam calor com a superfície mais fria, elas ficam mais lentas e os primeiros núcleos cristalinos se formam. Esses núcleos servem para que outros grupos de partículas e o resto do gás circundante possam ser depositados. Graças a esta estrutura, a sublimação reversa pode começar a se formar. O resultado final desse processo é a formação de uma camada de cristal sólido na superfície.
Condições para a ocorrência de sublimação reversa
Para que esse processo aconteça, em primeiro lugar, deve haver várias condições. A primeira é que a superfície de contato com as partículas deve ter uma temperatura abaixo de seu ponto de congelamento. Isto quer dizer que o gás deve ser super-resfriado de forma que, assim que toque a superfície, sua estabilidade seja prejudicada.
Por outro lado, se a superfície estiver fria o suficiente, a alta temperatura do gás pode ser transferida mais rapidamente para fazer com que todas as partículas se adaptem à estrutura da superfície. Existem vários métodos de sublimação reversa em que a superfície de contato nem mesmo precisa estar fria para que a reação ocorra. Na indústria de tecnologia, muito trabalho é feito com esse processo e é chamado de deposição química de vapor por combustão.
Exemplos
Vamos ver quais são os principais exemplos desse tipo de processo. Quando tiramos uma cerveja da geladeira, o vidro é revestido de branco. E é que a garrafa oferece uma superfície suficiente para que as moléculas de vapor d'água colidam e percam toda a energia rapidamente. Se o vidro que cobre a cerveja for preto, a cor branca ficará muito mais perceptível. Podemos rasgar com a unha para ver se o vapor se solidificou.
Às vezes, esse processo é de modo que a cerveja fique coberta por uma geada branca. O efeito dura pouco tempo, pois com o passar dos minutos ele se condensa e fica úmido na mão.
Outro exemplo é a geada. Assim como ocorre nas paredes da garrafa de cerveja, o gelo que se deposita nas paredes internas de algumas geladeiras também possui esse processo. Essas camadas de cristais de gelo também podem ser vistas no atum ao nível do solo. É um gelo que não cai do céu como a neve. O ar é tão frio que, ao atingir a superfície das plantas, congela diretamente. Eles vão do estado gasoso ao estado sólido.
Deposição física e química
Até agora falamos apenas sobre água. No entanto, também pode ocorrer com outras substâncias ou compostos. Suponhamos que temos uma câmara onde existem partículas gasosas de ouro. Aqui podemos introduzir um objeto gelado e resistente e camadas de ouro serão depositadas sobre este objeto. O mesmo aconteceria com outros metais ou compostos, desde que um aumento na pressão não seja necessário para criar um vácuo.
Por outro lado, temos deposição química. Se houver uma reação química entre o gás e a superfície, é uma deposição química. Isso é comumente usado para revestimento de polímero na indústria. Graças à deposição química, superfícies como diamante, tungstênio, nitretos, carbonetos, silício, grafeno, etc. são tratadas.
Como você pode ver, a sublimação reversa é um processo natural do qual os humanos se beneficiam para vários usos na indústria. Espero que com essas informações você possa aprender mais sobre a sublimação reversa e como ela acontece.