Sublimation - das versteht man in der Physik darunter

Sublimation - das wird darunter verstanden

• Materie kann in den bekannten drei Aggregatzuständen fest, flüssig und gasförmig vorliegen. Verändert sich der Aggregatzustand eines Körpers, so nennt man dies Phasenübergang.
• Jeder Phasenübergang ist mit einem Temperaturhaltepunkt verbunden, da Energie benötigt wird, um die innere Struktur des Stoffes zu verändern. So muss beispielsweise die Kristallstruktur aufgebrochen werden, damit ein Körper flüssig wird.
• Erwärmt man einen festen Stoff, dann geht er zunächst in seine flüssige Form über. Bei weiterer Temperaturerhöhung wird er letztendlich verdampfen und als Gas vorliegen. Dies ist die Regel.
• Allerdings gibt es auch im Bereich der Phasenübergänge Besonderheiten. Hierzu gehört die Sublimation, bei der ein Festkörper direkt in den gasförmigen Zustand übergeht, also zwischenzeitlich keine Flüssigkeit ist.
• Zunächst könnte man annehmen, dass dieses sonderbare Verhalten nur auf bestimmte Stoffe beschränkt ist. Praktisch lässt sich diese jedoch bei jedem Stoff beobachten, die Erscheinung hängt von bestimmten Druck- und Temperaturbedingungen ab. Es kommt also auf die Bedingungen an, ob ein Stoff schmilzt oder sublimiert.


Verdunsten und verdampfen - der Unterschied physikalisch erklärt

Die Begriffe "verdunsten" und "verdampfen" werden leider oft synonym benutzt. Dabei besteht ein …

• Physikalisch kann man den Bereich der Sublimation aus dem sog. Zustandsdiagramm ablesen. In diesem Diagramm wird der Druck gegen die Temperatur aufgetragen. Ersichtlich sind klar abgegrenzte Bereiche für die Zustände fest, flüssig und gasförmig. Hier haben auch die beiden Bereich fest und gasförmig eine gemeinsame Grenze, die durch Temperaturerhöhung überschritten werden kann. In diesem Fall tritt Sublimation ein, ohne den "Umweg" über den flüssigen Zustand zu wählen.

Sublimation - diese Beispiele liefert der Alltag

Aber gibt es so etwas auch im Alltag oder ist die Sublimation nur von technischer bzw. physikalischer oder chemischer Bedeutung?

• Das beste (wenn auch nur wenigen bekannte) Beispiel ist hier Schnee: Wird ein Schneefeld bei trockener Außenluft von der Sonne intensiv beschienen, sublimiert ein großer Teil des Schnees in die Umgebungsluft. Grund ist hier, dass die Luft reichlich Wasserdampf aufnehmen kann (genauer: der Partialdruck des Wasserdampfes liegt unter dem der Atmosphäre). Bemerkbar macht sich dieses Phänomen übrigens durch eine Dunstschicht über dem Schneefeld. Dabei handelt es sich allerdings nicht um den Wasserdampf (dieser ist farblos) selbst, sondern um wieder zu kleinen Tröpfchen kondensierten Dampf.
• Auch feste Kohlensäure (Stichwort: Trockeneis) geht bei normalem Atmosphärendruck direkt in die Gasform über. Die weiße Dunstschicht über dem Trockeneis ist in diesem Fall kondensierte oder gar zu kleinen Eiskristallen verfestigte Luftfeuchtigkeit. Übrigens: Kohlensäure gibt es bei normalem Luftdruck überhaupt nicht in flüssiger Form, egal, wie Sie die Temperatur wählen.   
• Kampfer, ein Stoff, der in medizinischen Produkten verwendet wird (typischer Medizingeruch!), ist ebenfalls ein Kandidat. Erhitzt man ihn, so geht er auch bei Normaldruck direkt in die Gasphase über.

Übrigens: Auch die Umkehrung, Resublimation genannt, bei der ein Stoff aus der Gasphase direkt in den festen Zustand übergeht, gibt es durchaus. Meist bezeichnet man diesen Vorgang als Verfestigung. Auch hier ist Wasser wieder das beste Beispiel, genauer Wasserdampf: Dieser kann an sehr kalten Fenstern direkt in die feste Form, nämlich Eisblumen, resublimieren.