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干冰是二氧化碳的固態,由于干冰的溫度非常低,溫度為攝氏負78.5度,因此經常用于保持物體維持冷凍或低溫狀態。
干冰干冰(dry ice)是固態的二氧化碳,在常溫和6079.8千帕壓力下,把二氧化碳冷凝成無色的液體,再在低壓下迅速蒸發,便凝結成一塊塊壓緊的冰雪狀固體物質,其溫度是零下78.5℃,這便是干冰。干冰蓄冷是水冰的1.5倍以上,吸收熱量后升華成二氧化碳氣體,無任何殘留、無毒性、無異味,有滅菌作用。它受熱后不經液化,而直接氣化。
在室溫下,將二氧化碳氣體加壓到約101325Pa時,當一部分蒸氣被冷卻到-56℃左右時,就會凍結成雪花伏的固態二氧化碳。固態二氧化碳的氣化熱很大,在-60℃時為364.5J/g,在常壓下氣化時可使周圍溫度降到-78℃左右,并且不會產生液體,所以叫“干冰”。
我們都很熟悉水的固-液-氣特性。我們知道,在海平面高度,水在0攝氏度時結冰,在100 攝氏度時沸騰。然而,當壓強改變時,水的性質就不同了。如果降低壓強,沸點就會降低。如果壓強足夠低,水在室溫下就能夠沸騰。在一張圖上繪出像水這樣的物質的固-液-氣性質,同時顯示出溫度和壓強,這樣的圖就被稱為這種物質的相圖。相圖顯示了某種物質的固-液-氣狀態發生轉變時的溫度和壓強。
在正常的壓強下,二氧化碳直接在氣態和固態間互相轉化。只有在高很多的壓強下,才會有液態二氧化碳。例如,高壓罐或二氧化碳滅火器里面裝的就是液態的二氧化碳。
要制造干冰,就要從盛滿液態二氧化碳的高壓容器開始。當您從高壓罐中釋放液態二氧化碳時,液態二氧化碳就會膨脹并高速蒸發,將余下的液體冷卻到冰點,使得它直接變成固態。如果您見過二氧化碳滅火器的使用,就會在噴嘴處看到有二氧化碳雪花形成。壓縮二氧化碳雪花就能得到塊狀的干冰。
無需冰淇淋機,只要一個枕套加上一個滅火器,你就能得到一杯香滑的干冰冰淇淋。
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液體蒸發時會從周圍的環境吸收大量的熱。這是我們中學物理就學過的熱力學現象,其原因是液體變為氣體需要相當多的能量。盡管解釋這種普遍物理現象的原理可能比較枯燥,但對我來說這種現象有一個非?,F實的意義—幫助我制作一杯美味的冰淇淋。
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