सूखी बर्फ कैसे काम करती है?

2021-09-17
जबकि सूखी बर्फ ऐसी दिखती है कि यह ठंडी होगी, यह छूने के लिए बेहद खतरनाक है और इससे गंभीर जलन हो सकती है।

सूखी बर्फ जमी हुई कार्बन डाइऑक्साइड है । शुष्क बर्फ के एक खंड की सतह का तापमान -109.3 डिग्री फ़ारेनहाइट (-78.5 डिग्री सेल्सियस) होता है। सूखी बर्फ में भी उच्च बनाने की क्रिया की बहुत अच्छी विशेषता होती है - जैसे-जैसे यह टूटती है, यह सीधे तरल के बजाय कार्बन डाइऑक्साइड गैस में बदल जाती है। सुपर-कोल्ड तापमान और उच्च बनाने की क्रिया की विशेषता शुष्क बर्फ को प्रशीतन के लिए महान बनाती है। उदाहरण के लिए, यदि आप देश भर में जमे हुए कुछ भेजना चाहते हैं, तो आप इसे सूखी बर्फ में पैक कर सकते हैं। जब यह अपने गंतव्य तक पहुंच जाएगा तो यह जम जाएगा, और कोई गन्दा तरल नहीं बचेगा जैसा कि आपके पास सामान्य बर्फ के साथ होता है।

बहुत से लोग तरल नाइट्रोजन से परिचित हैं, जो -320 डिग्री फेरनहाइट (-196 डिग्री सेल्सियस) पर उबलता है। तरल नाइट्रोजन काफी गन्दा है और इसे संभालना मुश्किल है। तो नाइट्रोजन एक तरल क्यों है जबकि कार्बन डाइऑक्साइड ठोस है? यह अंतर नाइट्रोजन और कार्बन डाइऑक्साइड की ठोस-तरल-गैस विशेषताओं के कारण होता है।

हम सभी पानी के ठोस-तरल-गैस व्यवहार से परिचित हैं। हम जानते हैं कि समुद्र तल पर पानी 32 डिग्री फेरनहाइट (0 डिग्री सेल्सियस) पर जम जाता है और 212 डिग्री फेरनहाइट (100 डिग्री सेल्सियस) पर उबलता है। हालाँकि, जब आप दबाव बदलते हैं तो पानी अलग तरह से व्यवहार करता है । जैसे ही आप दबाव कम करते हैं, क्वथनांक गिर जाता है। यदि आप पर्याप्त दबाव कम करते हैं, तो पानी कमरे के तापमान पर उबल जाएगा। यदि आप तापमान और दबाव दोनों को दर्शाने वाले ग्राफ पर पानी जैसे पदार्थ के ठोस-तरल-गैस व्यवहार की रूपरेखा तैयार करते हैं, तो आप पदार्थ के लिए एक चरण आरेख कहलाते हैं। चरण आरेख तापमान और दबाव दिखाता है जिस पर कोई पदार्थ ठोस, तरल और गैस के बीच बदलता है।

सामान्य दबाव में, कार्बन डाइऑक्साइड गैस और ठोस के बीच सीधे चलती है। यह केवल बहुत अधिक दबाव में है कि आप तरल कार्बन डाइऑक्साइड पाते हैं। उदाहरण के लिए, कार्बन डाइऑक्साइड या कार्बन-डाइऑक्साइड अग्निशामक के उच्च दबाव वाले टैंक में तरल कार्बन डाइऑक्साइड होता है।

सूखी बर्फ बनाने के लिए, आप तरल कार्बन डाइऑक्साइड से भरे उच्च दबाव वाले कंटेनर से शुरू करते हैं। जब आप टैंक से तरल कार्बन डाइऑक्साइड छोड़ते हैं, तो तरल का विस्तार और कार्बन डाइऑक्साइड गैस का उच्च गति वाष्पीकरण शेष तरल को ठंडक बिंदु तक ठंडा कर देता है, जहां यह सीधे ठोस में बदल जाता है। यदि आपने कभी कार्बन डाइऑक्साइड अग्निशामक को क्रिया में देखा है, तो आपने इस कार्बन डाइऑक्साइड बर्फ को नोजल में देखा है। आप सूखी बर्फ का एक ब्लॉक बनाने के लिए कार्बन डाइऑक्साइड बर्फ को संपीड़ित करते हैं। सूखी बर्फ −109.2 °F से अधिक तापमान पर उच्च स्तर पर जम जाती है, इसलिए आपको इसे जल्दी से इस्तेमाल करना होगा या इसे स्टोर करना होगा क्योंकि नियमित बर्फ के विपरीत यह तरल के बजाय गैस में बदल जाती है।

सूखी बर्फ को कैसे स्टोर करें

सूखी बर्फ को एक कूलर की तरह बाहर एक अच्छी तरह से इन्सुलेट कंटेनर में संग्रहित किया जाना चाहिए, जिसमें ढक्कन केवल थोड़ा बंद हो। इंसुलेशन जितना मोटा होगा उतना ही अच्छा होगा क्योंकि यह धीमी गति से वापस गैस में बदल जाएगा। इसे कभी भी सीलबंद कंटेनर में न रखें क्योंकि उच्च बनाने वाली CO2 गैस डूब जाएगी और खतरनाक हो सकती है। अगर एयर टाइट हो तो यह ड्राई आइस बम बना सकता है जिससे कंटेनर फट सकता है। आप सोच सकते हैं कि फ्रीजर इसे ठंडा रखने के लिए एक बेहतरीन जगह है लेकिन यह वास्तव में बहुत गर्म है। शुष्क बर्फ का तापमान कम होने के कारण यह आपके फ्रिज को बंद कर सकता है।

सूखी बर्फ के कई उपयोग

  • खाद्य उद्योग: हैमबर्गर उत्पादन जैसे बड़े पैमाने पर सम्मिश्रण या पीसने की प्रक्रियाओं के दौरान बैक्टीरिया के विकास को रोकने के लिए सूखी बर्फ के छर्रों को जोड़ा जाता है।
  • गहरी सफाई: ड्राई आइस ब्लास्टिंग मशीनों का उपयोग मोल्ड, गोंद, पेंट, तेल, ग्रीस और चिपकने वाली सामग्री को हटाने के लिए अन्य कठिन चीजों को हटाने के लिए किया जाता है।
  • चिकित्सा उद्योग: सूखी बर्फ का उपयोग अक्सर प्रत्यारोपण के लिए अंगों को स्टोर करने के लिए किया जाता है और छोटी त्वचाविज्ञान सर्जरी जैसे तिल हटाने, मौसा और अन्य त्वचा की खामियों में भी किया जाता है।

सूखी बर्फ सुरक्षा

यदि आपके पास कभी भी सूखी बर्फ को संभालने का मौका मिलता है, तो आप भारी दस्ताने पहनना सुनिश्चित करना चाहते हैं, अधिमानतः इन्सुलेटेड दस्ताने । अगर आप इसे सीधे छूते हैं तो सतह का अत्यधिक ठंडा तापमान आपकी त्वचा को आसानी से नुकसान पहुंचा सकता है। इसी कारण से, आप कभी भी सूखी बर्फ का स्वाद या निगलना नहीं चाहेंगे। सूखी बर्फ को संभालते समय हम विस्फोट की स्थिति में सुरक्षा चश्मा पहनने का सुझाव देते हैं।

शुष्क बर्फ के साथ एक और महत्वपूर्ण चिंता वेंटिलेशन है । आप यह सुनिश्चित करना चाहते हैं कि क्षेत्र अच्छी तरह हवादार है। सूखी बर्फ उर्ध्वपातित होती है और कार्बन डाइऑक्साइड हवा से भारी होती है, और यह कम क्षेत्रों या संलग्न स्थानों (जैसे कार या कमरे में जहां सूखी बर्फ उच्च बनाने की क्रिया है) में ध्यान केंद्रित कर सकती है। सामान्य हवा में 78% नाइट्रोजन, 21% ऑक्सीजन और केवल 0.035% कार्बन डाइऑक्साइड होती है। यदि हवा में कार्बन डाइऑक्साइड की सांद्रता 5% से अधिक हो जाती है, तो कार्बन डाइऑक्साइड विषाक्त हो सकती है। शुष्क बर्फ वाले किसी भी क्षेत्र को हवादार करना सुनिश्चित करें, और बड़ी मात्रा में CO2 संचय से बचने के लिए इसे बंद वाहन में न ले जाएं।

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