Сухий лід - що це і навіщо він потрібен SimplyScience
Сухий лід - суперечність? Зовсім не: Оскільки сухий лід насправді не змочує, коли тане. Завдяки своїм унікальним властивостям ця речовина має широке застосування в медицині та техніці. Ви можете використовувати його для охолодження речей, які не повинні контактувати з рідинами.
Два шматки сухого льоду підносяться з утворенням CO2. Гранули або маленькі кубики використовуються для охолодження дрібних зразків у лабораторії. Зображення: CanStockPhoto
Сухий лід - біла тверда речовина без запаху, консистенція якої нагадує водяний лід. Він складається з твердого вуглекислого газу (CO2). Особливістю сухого льоду є те, що при нагріванні він не утворює крапель, тобто не переходить у рідкий стан. Натомість він відразу стає газоподібним; про нього кажуть "піднесений". Хоча газоподібний CO2 є природним компонентом нашої атмосфери, сухий лід не зустрічається на землі. Однак його можна виготовити штучно: для цього газ СО2 знаходиться під тиском і тим самим зріджується. Потім воно «розслабляється», тому тиск раптово знову знижується. Частина вуглекислого газу раптово розширюється, знову стає газом і значно остигає - це відомо як ефект Джоуля-Томсона. Це також відводить тепло від вуглекислого газу, що залишився, і заморожує його до сухого крижаного снігу при температурі -78,5 ° С. Це можна натиснути у певну форму залежно від передбачуваного застосування.
Вогнегасники СО2 застосовуються при пожежах, що включають рідини (крім жиру) та пластмас, наприклад у серверних та інших електронних приміщеннях. Зображення: CanStockPhoto
Вогнегасники CO2 працюють також за принципом ефекту Джоуля-Томсона: більша частина вуглекислого газу, що міститься в вогнегаснику, випаровується відразу ж, коли виходить із снігового зливи, і охолоджується настільки, що решта замерзає, як вуглекислий сніг, і витягує тепло з вогню. Крім того, завдяки своїй більшій щільності газоподібний СО2 витісняє кисень у повітрі і тим самим також задушує вогонь.
В інших місцях Всесвіту сухий лід створюється без участі людини. Це відбувається, наприклад, на Марсі, де утворюється взимку завдяки багатій на СО2 атмосфері. Заморожений вуглекислий газ також існує на багатьох інших небесних тілах.
Холодний лід: сухий лід та його використання
Сухий лід є нетоксичним, негорючим і пригнічує бактерії. За нормального тиску сухий лід сублімується при температурі -78,48 градусів Цельсія. Таким чином, він не плавиться, а стає газом безпосередньо, розширюючись до 760 разів від початкового обсягу. Промисловість, дослідження, медицина, послуги та гастрономія використовують ці властивості в різних сферах застосування: Сухий лід можна використовувати як охолоджуючу рідину, коли рідини - особливо вода - можуть завдати шкоди.
Сухий лід в автоспорті та електроніці
Наприклад, це стосується охолодження двигунів у автоспорті: хоча вода може пошкодити машину, вуглекислий газ у моторному відсіку нешкідливий. В електроніці сухий лід підходить як охолоджуюча рідина при розгоні, тобто при збільшенні продуктивності комп'ютерних компонентів за рахунок більш високої тактової частоти, оскільки, на відміну від рідин, він не проводить електрику.
Сухий лід у медицині та фармації
Сухий лід також використовується як охолоджуюча рідина в медицині та дослідженнях. Він охолоджує медичні вироби, наприклад під час транспортування або транспортування, або охолоджує лабораторні зразки якомога швидше. Сухий лід також використовується для видалення бородавок шляхом їх заморожування. Іншим застосуванням є тест на чутливість зубів: сухий лід викликає різке зниження температури, що здорові зуби сприймають як болюче. Якщо болю немає або біль надмірний, це може свідчити про захворювання, яке вимагає лікування кореневих каналів.
Сухий лід у промисловості
Різні галузі промисловості використовують сухий лід як охолоджуючу рідину, наприклад, для охолодження їжі під час транспортування або на заходах без електромережі. Крижані скульптури також плавляться повільніше завдяки використанню сухого льоду. Сухий лід також може видалити бруд: для цього на поверхню продувають дрібнодисперсні гранули сухого льоду для очищення з високою швидкістю. Холод затвердіває бруд, який потім стає крихким і відшаровується. Нарешті, але не менш важливим є те, що металеві деталі можна охолоджувати сухим льодом і, наприклад, гарячі труби опалення охолоджувати для технічного обслуговування.
Сухий лід як візуальний ефект
Сухий лід у воді створює справжні хмари туману. Зображення: CanStockPhoto
Індустрія розваг також використовує сухий лід за свої естетичні властивості. Раніше його часто використовували для створення враження грунтового туману, як ви, можливо, бачили на концертах. Для цього гарячу воду виливали на сухий лід. Однак у наш час для цього все частіше використовують так звані машини проти туману. У плівках сухий лід досі іноді використовують, щоб створити враження, що бурлить вода. Для цього сухий лід повинен знаходитися під водою.
Легкозаймисті ризики
Маючи справу із сухим льодом, важливо бути обережним: якщо шкіра міцно контактує протягом декількох секунд, лід прилипатиме до шкіри та спричинятиме опіки холодом і, отже, загибель тканини. Крім того, вуглекислий газ має задушливу дію в концентраціях понад 5%. Оскільки з невеликого шматочка сухого льоду утворюється відносно велика кількість газу, це може бути доречним у закритих приміщеннях. Ні в якому разі не можна ковтати сухий лід: це може призвести до летального результату через опіки холодом та ризик задухи. Тому при використанні сухого льоду обов’язково носити рукавички та захисні окуляри.