Che cos'è il ghiaccio secco?

Il ghiaccio secco è l'anidride carbonica congelata, la stessa sostanza che gli animali espirano e le piante hanno bisogno per eseguire la fotosintesi. A causa della sua bassa temperatura, -109,3 ° F (-78,5 ° C), il ghiaccio secco è utile come refrigerante. È anche relativamente facile da realizzare.

A volte gli scienziati hanno bisogno solo di una piccola quantità di ghiaccio secco. Ciò può essere ottenuto semplicemente aprendo la valvola di un serbatoio di anidride carbonica liquida e mettendo un sacchetto di tessuto sopra l'ugello di scarico. Una miscela di anidride carbonica gassosa e ghiaccio secco viene prodotta quando parte del gas in fuga si condensa sul tessuto. Questo approccio è il modo più semplice per produrre una piccola quantità di ghiaccio secco per uso di laboratorio.

Per produrre grandi quantità di ghiaccio secco, è necessario il raffreddamento per evaporazione. Innanzitutto, l'anidride carbonica liquefatta viene prodotta comprimendo l'anidride carbonica gassosa. Poiché la temperatura di una sostanza aumenta man mano che viene compressa, il gas deve essere raffreddato durante tutto il processo di compressione per favorire la formazione di un liquido. Se il gas all'interno della nave è all'incirca a temperatura ambiente, la liquefazione inizia a verificarsi quando la pressione è di circa 870 libbre per pollice quadrato (ppsi) o circa 6.000 kilopascal.

Il prossimo passo è piuttosto semplice. In ogni dato pezzo di materia, ci saranno alcune molecole che si muovono molto velocemente e alcune si muovono molto più lentamente. La loro velocità media è quella che chiamiamo temperatura. Se una vasca di azoto liquido viene lasciata evaporare parzialmente, le molecole più energiche fuggiranno, facendo diminuire il momento medio delle molecole nella miscela, e quindi la sua temperatura. Dopo che abbastanza calore evapora, la temperatura del liquido scende sotto lo zero, si verifica una transizione di fase e ci rimane l'anidride carbonica solida - ghiaccio secco.

Il ghiaccio secco viene solitamente immagazzinato in contenitori isolati. Quando esposto all'aria, inizia immediatamente a emanare anidride carbonica, perché la differenza di temperatura tra il ghiaccio secco e l'ambiente è sufficientemente grande da saltare principalmente la fase liquida e si trasforma in gas. Parte dell'anidride carbonica si trasforma in vapore, che è ciò che gli dà l'apparenza di nebbia. Il ghiaccio secco viene utilizzato continuamente per produrre nebbia artificiale per spettacoli. Può anche essere utilizzato in combinazione con spettacoli di luce laser, diffondendo la luce in modo che sia facilmente visibile.