Qu'est-ce que la glace sèche?

La glace carbonique est du dioxyde de carbone gelé, le même matériau que les animaux expirent et les plantes ont besoin pour effectuer la photosynthèse. En raison de sa température basse, de -78,5 ° C (-109,3 ° F), la neige carbonique est utile en tant que liquide de refroidissement. C'est aussi relativement facile à faire.

Les scientifiques n'ont parfois besoin que d'une petite quantité de neige carbonique. Pour ce faire, il suffit d'ouvrir la vanne d'un réservoir de dioxyde de carbone liquide et de placer un sac en tissu sur la buse de refoulement. Un mélange de dioxyde de carbone gazeux et de neige carbonique est produit lorsqu'une partie du gaz qui s'échappe se condense sur le tissu. Cette approche est le moyen le plus simple de produire une petite quantité de neige carbonique pour une utilisation en laboratoire.

Pour produire de plus grandes quantités de neige carbonique, un refroidissement par évaporation est nécessaire. Premièrement, le dioxyde de carbone liquéfié est produit en comprimant le dioxyde de carbone. Étant donné que la température d’une substance augmente au fur et à mesure de sa compression, le gaz doit être refroidi tout au long du processus de compression pour favoriser la formation d’un liquide. Si le gaz à l'intérieur du récipient est à peu près à la température ambiante, la liquéfaction commence à se produire lorsque la pression est d'environ 870 livres par pouce carré (ppsi), soit environ 6 000 kilopascals.

La prochaine étape est assez simple. Dans n'importe quel morceau de matière donné, certaines molécules bougeront très vite et d'autres beaucoup plus lentement. Leur vitesse moyenne est ce que nous appelons la température. Si on laisse s'évaporer partiellement un bac d'azote liquide, les molécules les plus énergétiques s'échapperont, entraînant une diminution de la quantité de mouvement moyenne des molécules dans le mélange, et donc de sa température. Lorsque suffisamment de chaleur s'évapore, la température du liquide tombe en dessous de zéro, une transition de phase se produit et nous nous retrouvons avec du dioxyde de carbone solide - neige carbonique.

La glace carbonique est généralement stockée dans des conteneurs isothermes. Lorsqu'il est exposé à l'air, il commence à dégager immédiatement du dioxyde de carbone, car la différence de température entre la neige carbonique et l'environnement est suffisamment grande pour éviter la phase liquide et la transformer en gaz. Une partie du dioxyde de carbone est transformée en vapeur, ce qui lui donne l’apparence de brouillard. La glace sèche est utilisée tout le temps pour produire un brouillard artificiel pour des performances. Il peut également être utilisé en combinaison avec des spectacles de lumière laser, diffusant la lumière de manière à la voir facilement.