干冰的制作方法
干冰即固态二氧化碳,为白色固体,形状似冰雪,且受热时不经熔化直接汽化,故名干冰。在78.5℃会进行升华,熔点为-56.6℃(5.2大气压),密度为1.56g/cm3(179℃),具有面心立方晶格。
干冰的制作方法:
1.首先,将液态二氧化碳注入一个特殊的容器中,该容器外部装有强制散热器,具有良好的散热性能。
2.将装有二氧化碳的容器置于一次冷却室中,在~20℃的温度下预冷10~20分钟。
3.冷却后的二氧化碳在-80℃~-120℃强制冷却20~30分钟。
4.冷却后,在容器中制成晶体干冰。
5.进入脱模室,稍微加热脱模。
6.脱模后,获得高密度晶体干冰。
干冰的相关历史:
1、在1823年英国的科学家法拉第(Michael Faraday)和笛彼首次将二氧化碳进行了液化,在之后的1834年德国的科学家奇洛列成功地制出了固体二氧化碳,但当时限于研究使用,并没有被普遍使用。
2、1925年的美国设立的干冰股份有限公司,代表着干冰已经被成功地工业性大量生产,当时将制成的成品命名为干冰,现在已经将它视为普通名词,但其正式的名称叫固体二氧化碳。1928年日本从干冰股份有限公司得到了制造销售权,成立了日本干冰株式会社,也就是昭和碳酸株式会社的前身。
干冰的物理性质:
1、干冰为白色固体,熔点-56.6℃(5.2大气压),密度1.56g/cm3(179℃),为面心立方晶格。
2、干冰在7453Pa压力下的升华温度为-78.5℃,蓄冷能力是冰的2倍,用于冷藏的效果远好于冰。最重要的是,随着温度的升高,干冰不会像冰一样化成水,弄得到处都是,它只会升华成气体,无残留、无污染。
3、固态二氧化碳的汽化热很大,在-60℃时为365J/K,在常压下汽化时可使周围温度降到-78℃左右,并且不会产生液体,所以叫干冰。常见的干冰呈块状或丸状。现在我们常见的干冰,是在6250千帕左右的压力下,通过把二氧化碳冷凝成无色的液体后,再在低压下迅速凝固而得到的。
干冰的应用领域:
1、美容
干冰具有很好的制冷效果,所以可以用于美容行业的冷冻治疗。干冰被皮肤科医生用来治疗青春痘,这种治疗被称做冷冻治疗。在冷冻过程中,皮肤会被干冰轻微地冷冻起来。用冷冻治疗方法治疗青春痘的好处在于可以减少发炎,从而减少青春痘疤痕的产生。
把干冰磨碎再与乙酮混合,就是治疗青春痘的一种冷冻材料,还可以再混合一些硫黄。另外,液态氮及固态干冰也是用来做冷冻治疗的好材料。
2、食品
干冰作为一种制冷剂在食品行业的应用已经很广泛了。例如在葡萄酒、鸡尾酒或饮料中加入少许干冰块,不仅饮用时凉爽可口,而且杯中烟雾缭绕,在视觉上也是一种不错的享受;在制作冰淇淋的过程中加入一些干冰,这样做出来的冰淇淋不易融化。
干冰最适合用于冷冻冷藏食品,如龙虾、蟹、鱼翅等海产品,这是因为干冰融化会变成气体,不会生成液态水,这比水冰更清洁、干净。
3、娱乐领域
干冰可以用来制造人工烟雾。由于干冰的温度很低,当它升华时低温的二氧化碳气体遇到空气,就会使空气中的水蒸气凝结成小水滴,产生视觉上的烟雾效果。在许多舞台、剧场、影视、婚庆、庆典、晚会上所放的烟雾,就是利用干冰制作出来的效果。
4、消防
在消防业中,干冰可用来灭火,如用来制造部分低温灭火器。不过,干冰在这一领域内的应用还比较少,市场程度较低。
5、人工降雨
用干冰人工降雨也是利用了它的制冷效果。当干冰被人类驾驶飞机撒在云上,由于干冰极低的温度,当它遇到云中的小水滴时,就会使其冻结成许多小冰晶。这样整个云团的气温都降低了,就会有更多的水蒸气凝结,最后变成雨滴降落到地面。
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