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干冰是怎么制成的?

2020-10-30
     相信你也有等开水变凉的经历:夏天左等右等还烫,冬天不知不觉就凉。这现象背后就有温差越大,热传递越快这个规律。在实验室烧水时,热水温度越来越高,与环境的温差就越来越大,散热越来越快,吸热却不会变快,升温就越来越慢啦(就像赚钱的速度不变但花钱的本事渐长,存钱的进程就慢啦)。如果环境温度极低,而火焰能提供的热量不够多,水的热量“入不敷出”,温度就不会升高了,最终会维持一个“收支平衡”的温度。个别小组迟迟观察不到水的沸腾现象,原因是不是它呢?


 
 
热水不仅仅在以热辐射、热对流地方式向周围散发热量,沸腾前的它还在较缓慢地汽化——蒸发。蒸发吸热,并且水温越高,蒸发越快。这又给热水增加了一笔不小的“支出”。
说到汽化吸热,忍不住要聊聊刚学到的“冷”知识——干冰是怎么制成的。干冰是固态的二氧化碳,常温常压下的二氧化碳是气态,固态的二氧化碳放到我们生活的环境中会直接升华为气态二氧化碳,不会熔化成液态,因而得名“干冰”。
 
制作干冰时,先用压缩的方式使二氧化碳气体液化,然后降压凝固。说到这,你或许和之前的小悟一样疑惑,降压不会“沸”吗?没错,降压后的液态二氧化碳一定会汽化的,而汽化过程吸收热量能让剩余的液态二氧化碳温度降低直至凝固。

 
给我一瓶液态二氧化碳,小悟也能自制干冰啦!掐指一算,假期还有一半,实验时间充沛,小悟整理了即将进行的一些实验(部分实验有风险,模仿需谨慎):
二氧化碳灭火器制干冰;干冰升华实验;自制冻豆腐、冰淇淋;观察水的沸腾、水的凝固、冰的熔化;看热水冷水放冰箱里谁先结冰;验证食盐的熔点是否是800℃;研究蒸包子时上层还是下层先熟……