昇華(sublimation)和傳熱(heat transfer)的區別

昇華和熱傳遞的關鍵區別在於昇華是物質狀態的變化，而傳熱是能量狀態的變化。

昇華和傳熱是我們在能量和物質狀態下討論的兩個主題。這些概念在熱力學、物質轉化、發電、能量傳遞等領域的研究中，以及幾乎所有的機械系統中都非常重要。因此，清楚地理解這些概念對於在上述領域中取得優異成績是很重要的。

什麼是昇華(sublimation)？

昇華是將物質的狀態直接從固態變為氣體的過程，而不經過液相。通常，當我們把固體加熱到它的熔點時，它就會變成液體。當液體進一步加熱到沸點時，它將轉變為氣體。昇華不是這樣。昇華是直接將固態轉變為氣體的過程。

圖01：乾冰昇華

只有在特殊情況下，我們才能在特殊材料中觀察到這一過程。純萘就是這樣一種昇華的物質。另一種昇華的物質是固體二氧化碳，也叫乾冰。碘晶體、冰和雪在某些條件下表現為昇華物質。從冰塊中演化出來的霧狀氣體是昇華的冰。

什麼是傳熱(heat transfer)？

為了理解傳熱的概念，我們必須首先理解熱的概念。熱能，或稱熱能，是系統內部能量的一種形式。熱能是系統溫度的原因。它是由於系統中分子的隨機運動而發生的。每一個溫度高於絕對零度的系統都有正的熱能。原子本身不含任何熱能。但是，原子有動能。當這些原子相互碰撞並與系統壁碰撞時，它們以光子的形式釋放熱能。加熱這樣的系統會增加系統的熱能。系統的熱能越高，系統的隨機性就越高。

圖2：傳熱機理

上圖顯示了四種主要的傳熱方法：蒸發、傳導、對流、輻射。熱傳遞是熱量從一個地方轉移到另一個地方。當兩個熱接觸的系統處於不同的溫度下時，較高溫度的物體產生的熱量會流向溫度較低的物體，直到溫度相等。溫度梯度對於自發的熱傳遞是必要的。我們以瓦特為單位測量傳熱速率，而以焦耳為單位測量熱量。單位瓦特等於“焦耳每單位時間”。