昇華 - 定義

昇華は、物質が液相を経由せずに固体から気体へと直接移行する相転移](/jp/ja/news/library-articles/page/69474/) の過程であり、その詳細は[およびに記載されています。この現象は、固体物質の飽和蒸気圧が、融点以下の温度において周囲の気圧と等しくなったときに発生します。昇華には、固体相における分子間の凝集力を克服するのに十分な熱エネルギーの供給が必要であり、それによって中間的な液化を経ることなく気体相への移行が可能となる。

この過程は、融点が低く、固体状態で比較的高い蒸気圧を持つなど、特定の物理化学的性質を持つ一部の物質に特徴的である。昇華を起こす物質の例としては、ヨウ素、ドライアイス（固体二酸化炭素）、樟脳などが挙げられる。工業や実験室の現場では、不純物は通常昇華せず固体状態のまま残るため、昇華は物質を精製する手法として用いられる。

熱力学的な観点から見ると、昇華は第一種相転移であり、これには昇華熱（一定圧力下で物質の単位質量を固体から気体状態に変換するために必要なエネルギー量）の吸収が伴う。技術的な用途としては、昇華印刷、半導体薄膜の製造、極低温プロセスその他で昇華が利用されている。自然界では、低温条件下における水循環など、氷や雪が直接水蒸気に変化する自然の昇華プロセスを観察することができる。材料工学や化学の分野において、昇華は固体の物理的性質を決定づける上で重要な役割を果たしており、蒸発や薄膜成膜技術の設計においても重要な役割を担っている。

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