Nước đá khô hoạt động như thế nào?
Nước đá khô hay carbon dioxide (CO2) đông lạnh tồn tại dưới dạng một khối băng khô có nhiệt độ bề mặt vào khoảng -109,3 độ F (-78,5 độ C). Một trong những tính năng đặc biệt của nước đá khô đó là sự thăng hoa. Khi vỡ/tan ra nó sẽ biến thành khí carbon dioxide màu trắng đục chứ không phải là chất lỏng như nước đá bình thường.
Với nhiệt độ siêu lạnh và khả năng thăng hoa đã biến nước đá khô trở thành vật liệu làm lạnh tuyệt vời. Ví dụ, nếu bạn muốn ướp lạnh một thứ gì đó để gửi đi trong thời gian dài thì bạn hoàn toàn có thể yên tâm khi sử dụng nước đá khô, nó sẽ bảo quản đồ của bạn đến bất cứ đâu, bất cứ thời tiết nào mà không sợ bị tan như nước đá thông thường.
Chắc hẳn ai trong chúng ta cũng từ nghe đến nitơ lỏng, với nhiệt độ sôi ở -320 độ F (-196 độ C). Nitơ lỏng nhìn chung là khá khó xử lý. Có một câu hỏi đặt ra là tại sao nitơ là chất lỏng còn khí carbon dioxide là chất rắn? Câu trả lời đó là do sự khác biệt trong đặc tính rắn-lỏng-khí của nitơ và carbon dioxide.
Thông thường, nước sẽ đông đặc ở 32 độ F (0 độ C) và sôi ở 212 độ F (100 độ C). Tuy nhiên, độ sôi của nước bị thay đổi khi tăng/giảm áp suất. Cụ thể, khi bạn giảm áp suất, điểm sôi giảm xuống. Và khi áp suất giảm xuống một mức nhất định, nước sẽ sôi khi ở nhiệt độ phòng.
Nếu bạn vẽ lại biểu đồ ghi nhận trạng thái rắn-lỏng-khí của nước dưới tác động của nhiệt độ và áp suất, bạn sẽ tạo ra một biểu đồ pha (biểu đồ trạng thái) cho chất đó. Biểu đồ pha cho thấy sự giao thoa giữa nhiệt độ và áp suất, tại điểm giao nhau giữa chúng sẽ làm một chất thay đổi từ thể rắn sang lỏng và từ lỏng sang khí.
Ở áp suất bình thường, khí carbon dioxide chuyển thẳng từ thể khí sang thể rắn (và ngược lại). Còn ở áp suất cao hơn carbon dioxide mới hóa lỏng. Bằng chứng cụ thể chính là bình chữa cháy với kết cấu là một bình nén áp suất cao có chứa carbon dioxide lỏng.
Để tạo thành nước đá khô bạn có thể sử một bình áp suất cao chứa đầy carbon dioxide lỏng. Khi giải phóng carbon dioxide lỏng ra khỏi bình, chúng sẽ giãn nở và bay hơi nhanh chóng đồng thời làm lạnh phần còn lại của chất lỏng và đóng băng chúng.
Nếu bạn đã từng nhìn thấy bình chữa cháy carbon dioxide khi chúng đang hoạt động, bạn đã thấy tuyết carbon dioxide được hình thành trong vòi phun, khi nén tuyết carbon dioxide lại với nhau chúng sẽ tạo ra một khối nước đá khô.
Thanh Mai – Howstuffworks
Trả Lời Với Trích Dẫn
