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干冰是二氧化碳的固态,由于干冰的温度非常低,温度为摄氏负78.5度,因此经常用于保持物体维持冷冻或低温状态。
干冰干冰(dry ice)是固态的二氧化碳,在常温和6079.8千帕压力下,把二氧化碳冷凝成无色的液体,再在低压下迅速蒸发,便凝结成一块块压紧的冰雪状固体物质,其温度是零下78.5℃,这便是干冰。干冰蓄冷是水冰的1.5倍以上,吸收热量后升华成二氧化碳气体,无任何残留、无毒性、无异味,有灭菌作用。它受热后不经液化,而直接气化。
在室温下,将二氧化碳气体加压到约101325Pa时,当一部分蒸气被冷却到-56℃左右时,就会冻结成雪花伏的固态二氧化碳。固态二氧化碳的气化热很大,在-60℃时为364.5J/g,在常压下气化时可使周围温度降到-78℃左右,并且不会产生液体,所以叫“干冰”。
我们都很熟悉水的固-液-气特性。我们知道,在海平面高度,水在0摄氏度时结冰,在100 摄氏度时沸腾。然而,当压强改变时,水的性质就不同了。如果降低压强,沸点就会降低。如果压强足够低,水在室温下就能够沸腾。在一张图上绘出像水这样的物质的固-液-气性质,同时显示出温度和压强,这样的图就被称为这种物质的相图。相图显示了某种物质的固-液-气状态发生转变时的温度和压强。
在正常的压强下,二氧化碳直接在气态和固态间互相转化。只有在高很多的压强下,才会有液态二氧化碳。例如,高压罐或二氧化碳灭火器里面装的就是液态的二氧化碳。
要制造干冰,就要从盛满液态二氧化碳的高压容器开始。当您从高压罐中释放液态二氧化碳时,液态二氧化碳就会膨胀并高速蒸发,将余下的液体冷却到冰点,使得它直接变成固态。如果您见过二氧化碳灭火器的使用,就会在喷嘴处看到有二氧化碳雪花形成。压缩二氧化碳雪花就能得到块状的干冰。
无需冰淇淋机,只要一个枕套加上一个灭火器,你就能得到一杯香滑的干冰冰淇淋。
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液体蒸发时会从周围的环境吸收大量的热。这是我们中学物理就学过的热力学现象,其原因是液体变为气体需要相当多的能量。尽管解释这种普遍物理现象的原理可能比较枯燥,但对我来说这种现象有一个非常现实的意义—帮助我制作一杯美味的冰淇淋。
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