Sublimation och deposition

Philip hänger upp kläder som han just har tvättat. Han har en tröja till att hänga upp, men det finns inte mer plats! Varför hänger du den inte ute? Skojar du? Det är iskallt ute, min tröja kommer att frysa och aldrig torka!

Hmm, stämmer det? Normalt sett skulle Philip placera tröjan på något varmt ställe för att torka den – som på ett element eller i ett varmt rum. Värmen får vattenmolekyler att frigöras, så att flytande vatten som finns i tröjan omvandlas till vattenånga. Vattnet avdunstar och tröjan torkar. Men försök hänga tröjan utomhus den här gången, Philip, och se vad som händer!

Temperaturen därute är fem minusgrader, så den ligger under fryspunkten för vatten. När Philip hänger den våta tröjan i så låga temperaturer omvandlas flytande vatten på den till ett fast tillstånd – is. Vattnet i tröjan fryser. När vatten omvandlas till is, ordnar sig vattenmolekylerna i en fast struktur. Det är därför den frysta tröjan känns så stel nu.

Men molekylerna är fångade i strukturen, så hur kan tröjan alls torka? Trots den låga temperaturen är det torrt och soligt idag. Under sådana här förhållanden kan molekylerna i isen absorbera tillräckligt med energi för att bryta sig ur den fasta isen och sväva iväg! Så is omvandlas direkt till vattenånga utan att först bli vatten! Om Philips tröja hänger ute tillräckligt länge kommer all is att försvinna och tröjan torkar!

Vattenånga är genomskinlig, så det kan vara svårt att se den här processen då is omvandlas till vattenånga. Men ibland kan du märka hur is eller snö långsamt försvinner, även om temperaturen är under noll grader. Den försvinner egentligen inte, utan omvandlas till vattenånga – den sublimerar! Sublimation är en process där ett fast ämne omvandlas direkt till en gas, och hoppar över vätskefasen. Sublimation är en fasövergång, precis som stelning, smältning, kondensation och förångning.

Alla andra fasövergångar kan vändas: stelning är motsatsen till smältning; förångning är motsatsen till kondensation. Finns det en fasövergång som är motsatsen till sublimation? Ja, det gör det! Precis som isen kan omvandlas till vattenånga, kan vattenånga omvandlas till is utan att omvandlas till vatten däremellan! Den fasövergången, när en gas omvandlas direkt till ett fast ämne utan att gå igenom en vätskefas, kallas deposition.

Om du någonsin har undrat var frost i en frys kommer från är svaret deposition! Insidan av frysen, och allt du förvarar där inne, håller sig långt under noll grader – alltså under den temperatur då vatten fryser. Så fort molekyler av vattenånga vidrör en yta som är så kall, omvandlas de till is! Samma sak kan hända på andra kalla ytor, särskilt om luften är fuktig. På vintern, till exempel, kan det byggas upp frost på fönster, eller på blad och grenar.

I extremt kallt väder kan vattenånga från din andedräkt och från luften till och med lägga sig på ditt hår och dina ögonfransar! Sublimation och deposition är inte lika vanliga som smältning, stelning, kondensation eller förångning, eftersom de behöver särskilda förhållanden för att uppstå. Men de är fortfarande en viktig del av hur vatten cirkulerar på vår planet – vattnets kretslopp. Coolt! Min tröja är inte isig längre och den är torr!

Jag får nog ta in den innan det deponeras vattenånga på den igen!