น้ำแข็งแห้งทำงานอย่างไร?

2021-09-17
แม้ว่าน้ำแข็งแห้งจะดูเหมือนเย็น แต่ก็เป็นอันตรายอย่างยิ่งต่อการสัมผัสและอาจทำให้เกิดแผลไหม้รุนแรงได้

น้ำแข็งแห้งเป็นก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์แช่แข็งก้อนน้ำแข็งแห้งมีอุณหภูมิพื้นผิว -109.3 องศาฟาเรนไฮต์ (-78.5 องศาเซลเซียส) น้ำแข็งแห้งยังมีคุณลักษณะที่ดีมากในการระเหิดเนื่องจากเมื่อสลายตัว จะกลายเป็นก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์โดยตรงแทนที่จะเป็นของเหลว อุณหภูมิที่เย็นจัดและคุณสมบัติการระเหิดทำให้น้ำแข็งแห้งเหมาะสำหรับการทำความเย็น ตัวอย่างเช่น หากคุณต้องการส่งสินค้าแช่แข็งไปทั่วประเทศ คุณสามารถบรรจุในน้ำแข็งแห้งได้ เมื่อถึงที่หมายจะถูกแช่แข็ง และไม่มีของเหลวเลอะเทอะเหมือนน้ำแข็งทั่วไป

หลายคนคุ้นเคยกับไนโตรเจนเหลวซึ่งเดือดที่อุณหภูมิ -320 องศาฟาเรนไฮต์ (-196 องศาเซลเซียส) ไนโตรเจนเหลวค่อนข้างเลอะเทอะและจัดการได้ยาก เหตุใดไนโตรเจนจึงเป็นของเหลวในขณะที่คาร์บอนไดออกไซด์เป็นของแข็ง ความแตกต่างนี้เกิดจากคุณสมบัติของแข็ง-ของเหลว-ก๊าซของไนโตรเจนและคาร์บอนไดออกไซด์

เราทุกคนต่างคุ้นเคยกับพฤติกรรมของแข็ง-ของเหลว-แก๊สของน้ำ เรารู้ว่าที่ระดับน้ำทะเลน้ำจะแข็งตัวที่ 32 องศาฟาเรนไฮต์ (0 องศาเซลเซียส) และเดือดที่ 212 องศาฟาเรนไฮต์ (100 องศาเซลเซียส) น้ำมีพฤติกรรมแตกต่างออกไปเมื่อคุณเปลี่ยนความดันอย่างไรก็ตาม เมื่อคุณลดความดันลง จุดเดือดจะลดลง หากคุณลดแรงดันเพียงพอ น้ำจะเดือดที่อุณหภูมิห้อง หากคุณวาดพฤติกรรมของแข็ง-ของเหลว-ก๊าซของสารเช่นน้ำบนกราฟที่แสดงทั้งอุณหภูมิและความดัน คุณจะสร้างสิ่งที่เรียกว่าแผนภาพเฟสสำหรับสารนั้น แผนภาพเฟสแสดงอุณหภูมิและความดันที่สารเปลี่ยนแปลงระหว่างของแข็ง ของเหลว และก๊าซ

ที่ความดันปกติ คาร์บอนไดออกไซด์จะเคลื่อนที่โดยตรงระหว่างก๊าซกับของแข็ง มีเพียงความดันที่สูงขึ้นมากเท่านั้นที่คุณพบก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เหลว ตัวอย่างเช่น ถังแรงดันสูงของคาร์บอนไดออกไซด์หรือถังดับเพลิงที่มีคาร์บอนไดออกไซด์ประกอบด้วยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เหลว

ในการทำน้ำแข็งแห้ง คุณต้องเริ่มต้นด้วยภาชนะแรงดันสูงที่เต็มไปด้วยคาร์บอนไดออกไซด์เหลว เมื่อคุณปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เหลวออกจากถัง การขยายตัวของของเหลวและการระเหยอย่างรวดเร็วของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จะทำให้ของเหลวที่เหลือเย็นลงจนถึงจุดเยือกแข็ง ซึ่งจะเปลี่ยนเป็นของแข็งโดยตรง หากคุณเคยเห็นถังดับเพลิงคาร์บอนไดออกไซด์ทำงานจริง คุณเคยเห็นก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์หิมะก่อตัวในหัวฉีด คุณบีบอัดหิมะคาร์บอนไดออกไซด์เพื่อสร้างก้อนน้ำแข็งแห้ง น้ำแข็งแห้งจะระเหยที่อุณหภูมิสูงกว่า -109.2 °Fดังนั้นคุณจะต้องใช้อย่างรวดเร็วหรือเก็บไว้ เพราะไม่เหมือนกับน้ำแข็งทั่วไปที่จะกลายเป็นแก๊สแทนที่จะเป็นของเหลว

วิธีเก็บน้ำแข็งแห้ง

น้ำแข็งแห้งควรเก็บไว้ในภาชนะที่หุ้มฉนวนอย่างดีด้านนอก เช่น ตู้เย็นที่มีฝาปิดเพียงเล็กน้อย ยิ่งฉนวนหนาเท่าไหร่ก็ยิ่งดีเพราะจะเปลี่ยนกลับเป็นแก๊สในอัตราที่ช้าลง ห้ามเก็บไว้ในภาชนะที่ปิดสนิท เนื่องจากก๊าซ CO2 ที่ระเหยจะจมลงและอาจเป็นอันตรายได้ ถ้าอัดลมจะทำให้ระเบิดน้ำแข็งแห้งทำให้ภาชนะระเบิดได้ คุณอาจคิดว่าช่องแช่แข็งเป็นที่ที่ดีในการเก็บความเย็น แต่จริงๆ แล้วช่องแช่แข็งนั้นอุ่นเกินไป เนื่องจากน้ำแข็งแห้งมีอุณหภูมิต่ำ อาจทำให้ตู้เย็นปิดได้

ประโยชน์มากมายของน้ำแข็งแห้ง

  • อุตสาหกรรมอาหาร:เพิ่มเม็ดน้ำแข็งแห้งเพื่อป้องกันการเติบโตของแบคทีเรียในระหว่างกระบวนการผสมหรือบดขนาดใหญ่ เช่น การผลิตแฮมเบอร์เกอร์
  • การทำความสะอาดอย่างล้ำลึก:เครื่องพ่นน้ำแข็งแห้งใช้เพื่อขจัดเชื้อรา กาว สี น้ำมัน จารบี และวัสดุกาวอื่นๆ ที่ขจัดคราบออกได้ยาก
  • อุตสาหกรรมการแพทย์:น้ำแข็งแห้งมักถูกใช้เพื่อเก็บอวัยวะสำหรับการปลูกถ่ายและในการผ่าตัดผิวหนังเล็กน้อย เช่น การกำจัดไฝ หูด และความไม่สมบูรณ์ของผิวหนังอื่นๆ

ความปลอดภัยของน้ำแข็งแห้ง

หากคุณเคยมีโอกาสที่จะจัดการกับน้ำแข็งแห้งที่คุณต้องการเพื่อให้แน่ใจว่าจะสวมถุงมือหนักยิ่งถุงมือฉนวน อุณหภูมิพื้นผิวที่เย็นจัดสามารถทำร้ายผิวของคุณได้ง่ายหากคุณสัมผัสโดยตรง ด้วยเหตุผลเดียวกัน คุณจึงไม่อยากลิ้มรสหรือกลืนน้ำแข็งแห้งด้วย เมื่อจัดการกับน้ำแข็งแห้ง เราแนะนำให้สวมแว่นตานิรภัยในกรณีที่เกิดการระเบิด

อีกความกังวลที่สำคัญน้ำแข็งแห้งคือการระบายอากาศ คุณต้องการให้แน่ใจว่าบริเวณนั้นอากาศถ่ายเทได้ดี น้ำแข็งแห้งระเหยและคาร์บอนไดออกไซด์จะหนักกว่าอากาศ และสามารถรวมตัวในพื้นที่ต่ำหรือพื้นที่ปิดได้ (เช่น ในรถยนต์หรือห้องที่น้ำแข็งแห้งกำลังระเหิด) อากาศปกติประกอบด้วยไนโตรเจน 78% ออกซิเจน 21% และคาร์บอนไดออกไซด์เพียง 0.035% หากความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ในอากาศสูงกว่า 5% คาร์บอนไดออกไซด์อาจเป็นพิษได้ อย่าลืมระบายอากาศในบริเวณที่มีน้ำแข็งแห้ง และอย่าขนส่งในรถที่ปิดสนิทเพื่อหลีกเลี่ยงการสะสมของ CO2 ในปริมาณมาก

บทความที่เกี่ยวข้อง

ลิงค์ที่ยอดเยี่ยมเพิ่มเติม

  • ข้อมูลน้ำแข็งแห้ง
  • ทดลองน้ำแข็งแห้ง
  • สนุกกับน้ำแข็งแห้ง

Suggested posts

The Secrets of Airline Travel Quiz

The Secrets of Airline Travel Quiz

Air travel is far more than getting from point A to point B safely. How much do you know about the million little details that go into flying on airplanes?

บริจาคผมของคุณเพื่อช่วยให้น้ำของเราสะอาด

บริจาคผมของคุณเพื่อช่วยให้น้ำของเราสะอาด

ที่เล็มผมจากร้านเสริมสวยและการบริจาคส่วนบุคคลสามารถนำกลับมาใช้ใหม่เป็นเสื่อที่ดูดซับน้ำมันที่หกและช่วยปกป้องสิ่งแวดล้อม

Related posts

ภูเขาที่สูงที่สุดในระบบสุริยะนั้นสูงกว่าเอเวอเรสต์มาก

ภูเขาที่สูงที่สุดในระบบสุริยะนั้นสูงกว่าเอเวอเรสต์มาก

หลายคนใฝ่ฝันที่จะปีนเขาเอเวอเรสต์ แต่ถ้ามันเป็นไปได้ที่จะไต่ภูเขาที่สูงที่สุดในระบบสุริยะ? ภูเขาลูกนั้นสูงเป็นสองเท่าของเอเวอเรสต์! แล้วมันที่ไหนล่ะ?

เวลาอาจไม่มีอยู่จริง นักฟิสิกส์และนักปรัชญาบางคนกล่าว

เวลาอาจไม่มีอยู่จริง นักฟิสิกส์และนักปรัชญาบางคนกล่าว

คำตอบของคำถาม "เวลามีอยู่จริงหรือไม่" อาจดูเหมือนชัดเจน แต่ใช่หรือไม่? แล้วถ้าเวลาไม่มีอยู่จริง แต่เป็นเพียงสิ่งก่อสร้างของมนุษย์ล่ะ?

W Boson ที่เพิ่งวัดใหม่สามารถทำลายโมเดลมาตรฐานได้หรือไม่?

W Boson ที่เพิ่งวัดใหม่สามารถทำลายโมเดลมาตรฐานได้หรือไม่?

ทศวรรษแห่งวิทยาศาสตร์และการชนกันหลายล้านล้านครั้งแสดงให้เห็นว่า W boson มีขนาดใหญ่กว่าที่คาดไว้ นักฟิสิกส์ในทีมอธิบายความหมายของแบบจำลองฟิสิกส์อนุภาค

บางทีคุณอาจจะผอมเกินไป? พบกับตึกระฟ้าที่ผอมที่สุดในโลก

บางทีคุณอาจจะผอมเกินไป? พบกับตึกระฟ้าที่ผอมที่สุดในโลก

Steinway Tower ในนิวยอร์กซิตี้มีความสูง 1,428 ฟุตและกว้างเพียง 60 ฟุต ได้รับฉายาว่า "The Coffee Stirrer"

Tags

Categories

Top Topics

Language