干冰是固态的二氧化碳,在6250.5498千帕压力下,把二氧化碳冷凝成无色的液体,再在低压下迅速凝固而得到。
有关干冰的历史可以追溯到1823年英国的法拉第和笛彼,他们首次液化了二氧化碳,其后的1834年德国的奇络列成功地制出了固体二氧化碳。但是当时只是限于研究使用,并没有被普遍使用。
折叠冒烟
二氧化碳是看不到的,其实那也不是(二氧化碳)烟,是(水)雾,二氧化碳由固体变成气体时吸收大量的热,使周围空气的温度降的很快,空气温度降了,它对水蒸气的溶解度变小,水蒸气发生液化反应,放出热量,就变成了小液滴,就是雾了。这个和夏天冰棍冒"白雾"是一个意思,都是小水滴,而不是气态的其他物质。
即我们看到的是白雾而不是白烟。
入水干冰比水的温度低很多,所以相当于将干冰加热,干冰吸热升华,使水的温度降低,甚至结冰。
基本信息
分子量:44.01
与水的溶解度为 1 :1
密度(固态):1560kg/m3(-78℃)
沸点:-57℃
熔点:-78.5℃
三相点-56.6℃ 5.17*10^5帕斯卡
临界点31℃ 7.37*10^6帕斯卡
无色无味气体。
溶于水(体积比1:1),部分生成碳酸。
液体转化为气体比率 8.726SCF(气体)/LB (液体-17.8℃,压力21kg/cm)
液体转化为固体比率 0.46(-17.8℃)0.57(-48℃)
使用历史
干冰被成功地工业性大量生产是在1925年的美国设立的干冰股份有限公司。当时将制成的成品命名为干冰,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,也就是现在的昭和碳酸株式会社的前身。
干冰清洗机是清洗机的一种,干冰清洗方式已经在全球范围内得到迅猛的发展。清洗系统通过高压空气将干冰清洗机的干冰粒喷射到需要清洗的工作表面,利用温差的物理反映使不同的物质在不同的收缩速度下产生脱离。当-78摄氏度的干冰粒接触到污垢表面后会产生脆化爆炸现象,从而使污垢收缩及松脱,随之干冰粒会瞬间气化并且膨胀800倍,产品强大的剥离力,将污垢快速,彻底的从物体表面脱落,从而达到快速、高效、安全、节能的清洗效果。干冰清洗所用到二氧化碳来源于工业废气,高空空气分离等。干冰清洗本身并没有制造出二氧化碳。
清洗方式
与喷钢砂,喷玻璃砂,喷塑料砂和喷苏打相似,干冰喷射介质干冰颗粒在高压气流中加速,冲击要清洗的表面。干冰清洗的独特之处在于干冰颗粒在冲击瞬间气化。干冰颗粒的动量在冲击瞬间消失。干冰颗粒与清洗表面间迅速发生热交换。致使固体CO2迅速升华变为气体。干冰颗粒在千分之几秒内体积膨胀近800倍,这样就在冲击点造成"微型爆炸"。由于CO2挥发掉了,干冰清洗过程没有产生任何二次废物,留下需要收集清理的只是清除下来的污垢。
象其它喷射介质一样,干冰颗粒的动量取决于其质量和速度,由于干冰密度相对较低,要达到所需要的冲击能量主要取决于干冰颗粒的速度。
与其它喷射介质不同,干冰颗粒温度极低(-78℃)。这样的低温使干冰清洗具有独特的热力学性能,影响粘附污垢的机械性能。由于干冰颗粒与清洗表面间的温度差,就发生热冲击现象。材料温度降低、脆性增大,干冰颗粒 能够将污垢层冲击破碎
优势对比
干冰清洗机的问世给制造行业带来了福音,干冰清洗机相对其他清洗方式而言有六个方面的优势。
1、节约费用 因为二氧化碳是大气的组成成分,取用十分便捷,价格便宜,耗电设备只有空气压缩机,干冰在清洗过程中直接挥发,没有清理清洗介质的费用。
2、干燥的清洗过程 与蒸汽和高压水清洗不同,干冰清洗对电线,控制元件,开关都没有损伤。清洗后,设备生锈的可能性与水清洗相比也大大降低。在行业应用中,干冰清洗与水清洗相比大大降低了细菌滋生的可能性。
3、环境安全性 CO2是一种无毒的物质,符合美国农业部(USDA),与药物管理局(FDA),环境保护局(EPA)的安全要求。用干冰清洗替代有毒化学物质清洗,员工可以从根本上避免化学物质的侵害。由于CO2比空气重,在封闭空间或下沉部位操作干冰清洗时保证通风,注意安全。
4、延长设备使用寿命 与砂粒,核桃壳,塑料粒和其它磨损性介质不同,干冰颗粒不具磨损性。干冰清洗不损伤模具,不破坏公差,对轴承和机械都没有损伤。另外,在线清洗避免了模具拆装过程中的意外损伤。
5、高效 干冰清洗可以进行在线清洗,大大降低停车时间,避免了传统方法所需要的遮护、冷却、拆卸及污水、污沙的处理工作,省去了干燥时间,从而具有高效的生产效率和较小的时间消耗。
6使用范围广 对于不同的清洗工况,只要更换不同干冰清洗喷嘴,改善了清洗工作距离既可满足不同的需要,操作简易、安全、成本低,综合效益可观,[1]
所谓人造冰通常是指人们科学地运用制冷设备来吸收水或水溶液中的热量并使之冻结成固体的一个过程。
分类
一.人造冰的分类
人造冰按其物质组成可分为水冰,防腐冰,溶液冰,干冰等几种。
水冰又称普通水,简称冰,是用普通的水制成的冰。根据冰的透明度,冰又可分为白冰和透明冰。用未经处理的普通水制成的冰即为白冰,其颜色发白,透明度差。将原料水进行沉淀和软化处理,并在冻结过程中将从水中析出的气泡除掉,就是透明冰。水冰还可以按用途不同制成各种形状,如雪花冰,粒冰,片冰,板冰。防腐冰是用水和防腐剂的混合溶液经冻结后制成的。其最大的特点是具有杀菌能力,常用与鲜活尤其是水产品的加工保鲜,可防止鱼,虾等鲜活水产的腐烂变质。溶液冰是一种均匀的盐类和水的共晶体,是用盐类的共晶溶液制成,也称为最低共溶冰。它的最大特点是具有较低而恒定的融化温度及较大的溶化热。有些溶液冰具有较强的腐蚀性或毒性,使用是应注意。干冰即固体二氧化碳。他是用人工制冷的方法,将气态的二氧化碳经液化冻结而成。干冰通常为透明雪状固体,也可根据需要压制成冰。因其具有吸热后不经过液态额直接气化(既升华)的特点,故称为干冰。
性质
二.人造冰的性质
水在冻结的过程中,分子间存在两种相反的作用力:一种是分子聚合力,促使结晶的形成;另一种是分子热运动力,阻碍结晶的形成。水要冻结成冰,克服后一种作用力。因此,在水的冻结过程中,要设法将水的热量移走,使其温度降低而减弱分子热运动力。当水与低于0℃的冷媒体(如空气,管道,冰桶等)接触时,冷媒体将处于接触界面的一层水的热量取走,使该层水首先冻结。首先冻结的薄冰层又成为热的传导体,将未冻结的水的热量不断地传给冷媒体。这样使水一层一层地冻结,冻结的冰量越来越大,冰层越来越厚,直到水全部冻结或某一冰水界面处的温度维持在0℃时冻结过程终止。
冰是水的结晶体,其晶体构造属透明六方晶系,但冰块系多向结晶。根据其形成的条件不同,透明度,形状亦各不相同。
水冰的密度与形成时的环境温度和压力以及内部的空气和杂质含量等有关。在常压下,水冰的密度大约为0.917*10m³,比水的密度小,故水冻结成冰后,体积大约要增加9%。水冰形成时的温度越低,密度越大。
水冰的熔点即水的熔点,也和形成时的环境压力有关。在大气压力状态下,其熔点为0℃。在一的哥的压力范围内,随着形成时的压力升高,冰的熔点降低。冰的密度和纯度决定了其在常温范围内的融化速率,密度越大,纯度越高,融化的时间就越长;反之,则融化时间短。
水冰的质量比热容与其温度有关,在-20~~0℃的范围内,其平均质量比热容约为2.09kJ/(kg.k).其平均融化热为335kJ/kg.
水冰的导热系数也与温度有关,温度越低,导热系数越大。在-20~~0℃的范围内,其平均导热系数为2.326W/(m.K)。
水冰的抗压强度与温度有关。在一定温度范围内,温度越低,抗压强度越大。
注意事项
折叠安全接触
切记在每次接触干冰的时候,一定要小心并且用厚绵手套或其他遮蔽物才能触碰干冰!如果是在长时间直接碰触肌肤的情况下,就可能会造成细胞冷冻而类似轻微或极度严重冻伤的伤害。汽车、船舱等较密封的地方不能使用干冰,因为升华的二氧化碳将比氧气密度大所以会挤走氧气而可能引起呼吸急促甚至窒息!
切勿让小朋友单独接触干冰!!
干冰温度极低,请勿至于口中,严防冻伤!!
拿取干冰一定要使用厚绵手套、夹子等遮蔽物 (塑胶手套不具阻隔效果!!)
使用干冰请于通风良好处,切忌与干冰同处于密闭空间!!
干冰不能与液体混装。
温馨提示:正确,安全操作使用干冰,避免其引起伤害。
折叠储藏
将干冰置于保温箱中:保温效果好的保温箱可以减慢干冰升华的速度。
因为干冰升华所产生的压力会引起爆炸,所以不可以将干冰储存在不透气的保温箱内。
折叠编辑本段火星探讨
科学家成功地首次在火星深谷中发现了流动物质,澳大利亚墨尔本大学地质学家尼克·霍夫曼博士在火星全球探测器拍摄的火星地表照片上,发现流动在两极地区谷壑和河道中的活动作用过程迹象。
霍夫曼博士在新一期《天体生物学》杂志上提出了自己的新证据,火星春季在温度为零下130℃时,在沟壑中流动的是充满由二氧化碳组成的冰和雪,在如此寒冷的低温下即使是蓄电池中的酸也会变成鹅卵石状。水根本不可能在这样低温条件下流动,因此在火星沟壑中流动多半是二氧化碳。但是在火星上不可能存在液态二氧化碳,因为二氧化碳会直接从固态转变成气态(所谓的升华作用)。很明显,"流体"是带有沙子、尘埃和石头的由"沸腾"干冰组成的雪崩或冰崩。
霍夫曼博士指出,"这一发现可以消除人们对火星上存在生命的幻想,如果火星上所有年轻沟壑形成的机理都相同,则美国宇航局所宣称在火星地表层附近存在生命就不可能。火星上不会有液态水,尽管不久前曾多次报道在火星上发现了大量水冰,但美国宇航局也没有发现液态水。"
霍夫曼博士认为,火星上活动"流体"的发现本身是划时代的发现,因为在此之前火星是绝对静止的,如果不注意到它的尘暴的话。火星上的沟壑被为是今天在火星上发现液态水流最可能的选择对象,美国宇航局许多专家已将注意力集中到机理的寻找上,这些机理能解释沟壑是在水流冲蚀作用下形成的,但是在这以前谁也没有能看到沟壑"在流动"。
干冰是固态的二氧化碳,由于干冰的温度非常低,温度为摄氏负78.5度,因此经常用于保持物体维持冷冻或低温状态。干冰能够急速的冷冻物体和降低温度,并且已经被广泛的使用。干冰在溶解时不是由固态转化为液态,而是由固态直接升华为气态,因此其融化并不会产生任何水或液体,也由此我们称它做"干冰"。
美国科学家2006年宣布,他们在火星上发现了"干冰喷泉",能把干冰喷到数百英尺的高空。
科学家们称,通过一个安装在火星探测器"奥德赛"号上的照相机,他们发现火星的南极有干冰像喷泉一样喷出,速度达到每小时100英里。
据英国广播公司报道,照片显示,从火星内部喷出的干冰带起大量尘土,在冰盖上留下了各种黑色痕迹。
科学家们解释说,火星表面受到太阳照射后变暖,将原本呈冰冻状态的干冰融化,形成高压气体,高速喷出。
亚利桑那州立大学的克里斯腾森博士说:"如果你在那儿,你就会发现,自己站在一层厚厚的干冰上。而在你身边,干冰还在不断地从地下喷出,喷到离地面几百英尺的高空,带起大量尘土。