Co to jest suchy lód?

Suchy lód to zamrożony dwutlenek węgla, to samo, co zwierzęta wydychają i rośliny potrzebują do fotosyntezy. Ze względu na niską temperaturę -103,5 ° F (-78,5 ° C) suchy lód jest przydatny jako czynnik chłodzący. Jest również stosunkowo łatwy do wykonania.

Naukowcy czasami potrzebują tylko niewielkiej ilości suchego lodu. Można to osiągnąć po prostu przez otwarcie zaworu zbiornika ciekłego dwutlenku węgla i umieszczenie worka tkaninowego nad dyszą wylotową. Mieszanina gazowego dwutlenku węgla i suchego lodu powstaje, gdy część uciekającego gazu skrapla się na tkaninie. To podejście jest najprostszym sposobem na wytworzenie niewielkiej ilości suchego lodu do użytku laboratoryjnego.

Aby wytworzyć większe ilości suchego lodu, konieczne jest chłodzenie wyparne. Po pierwsze, skroplony dwutlenek węgla jest wytwarzany przez sprężanie gazowego dwutlenku węgla. Ponieważ temperatura substancji wzrasta podczas jej sprężania, gaz musi być chłodzony podczas procesu sprężania, aby zachęcić do tworzenia się cieczy. Jeśli gaz wewnątrz naczynia ma w przybliżeniu temperaturę pokojową, upłynnienie zaczyna zachodzić, gdy ciśnienie wynosi około 870 funtów na cal kwadratowy (ppsi) lub około 6000 kilopaskali.

Następny krok jest dość prosty. W każdym kawałku materii pewne cząsteczki poruszają się bardzo szybko, a niektóre poruszają się znacznie wolniej. Ich średnia prędkość jest tym, co nazywamy temperaturą. Jeśli pozwala się częściowo odparować wannie z ciekłym azotem, bardziej energetyczne cząsteczki uciekną, powodując spadek średniego pędu cząsteczek w mieszaninie, a zatem i jej temperatury. Po wystarczającej ilości ciepła odparowuje temperatura cieczy spada poniżej zera, następuje przejście fazowe i pozostaje nam stały dwutlenek węgla - suchy lód.

Suchy lód jest zwykle przechowywany w izolowanych pojemnikach. Pod wpływem powietrza zaczyna natychmiast wydzielać gazowy dwutlenek węgla, ponieważ różnica temperatur między suchym lodem a otoczeniem jest na tyle duża, że ​​przeważnie pomija fazę ciekłą i po prostu zamienia się w gaz. Część dwutlenku węgla zamienia się w parę, co nadaje mu wygląd mgły. Suchy lód jest cały czas wykorzystywany do tworzenia sztucznej mgły podczas przedstawień. Można go również używać w połączeniu z pokazami światła laserowego, rozpraszając światło, aby było łatwo widoczne.