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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。
现在干冰喷射清洗技术已经用于更多企业中,其中包括中小型模具制造厂。这种用干冰喷射清洗受污表面的技术已经使用了大约20年。波音公司用它来清洗注塑模具。
星巴克用它来清洗咖啡调制设备。钢铁厂能够用此技术清洗正在运转的温度高达华氏400度的设备,这更能增加热冲击的力量和效率。华氏零下110度的干冰颗粒能够对模具表面产生热冲击,从而清除模具的表面污物。
在冷藏车中,如果加干冰5 ~6吨,能使用8-10昼夜,因而途中加冰次数大大减少,可加速车辆的运行。但由于目前干冰的生产成本较高,要消耗大量的嫩料、水和电力。
例如以燃烧无烟煤生产干冰时,每生产1吨干冰要用1.2~1.4吨煤,120~150吨水,500~600度电。如能利用工业废气回收加工,则成本可以大大降低。此外,干冰须在高压下贮运,所以不如使用水冰方便。故目前铁路上使用干冰还不普遍,只是在英国铁路上使用比较多一些。
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