Где применяется сухой лед? Какая температура сухого льда по цельсию.

Что такое сухой лёд ?! Наверно, слово лёд уже даёт представление о чём-то холодном! Это правда., но с большой поправкой: это лёд – но очень-очень холодный! Но почему сухой!?

Дело в том, что в отличии от обычного льда при нагревании он переходит в жидкое состояние и мгновенно испаряется, то есть вы можете не увидеть жидкости!

Итак, сухим льдом называют сжатый под давление диоксид углерода (углекислый газ CO2). При температуре ниже - 31 0 С его можно сжать и поместить в баллоны (например для тушения пожаров). Освобождаясь, сжатый углекислый газ сильно расширяется и охлаждается ещё больше (по законам физики при расширении газы охлаждаются) достигая температуры около -70 0 С.

Можно держать в руках, но не долго из-за очень низкой температуры. Если его сжать – можно сильно обморозить руки. Брать в руки сухой лёд, если на руках (на пальцах) одеты металлические украшения – не допускается из-за повреждения кожи. Также не допускается попадания даже самых малых частичек сухого льда в глаза!

Обладая таким запасом отрицательной температуры, сухой лёд широко применяется в пищевой промышленности для хранения продуктов. При отсутствии в нём надобности, он испаряется без остатка.

Проведём опыт: Сделаем газированную воду.

В бутылку с соком просим кусочек сухого льда, плотно закроем, затем через 3 минуты взболтаем. Вот, газированный напиток готов.

А теперь проведём интересный опыт по замораживанию предметов с помощью сухого льда.
Нам нужно получить измельчённые кусочки сухого льда. Для этого обернём его в ткань и с помощью молотка раздробим. Поместим мелкие кусочки сухого льда в чашку и добавим туда немного пропилового спирта, чтобы получилась кашица. Температура, которая образуется при смешивании этих веществ, составляет около -80 0 С. Теперь в эту же чашку полом кусочек резины (можно взять обрезок шланга) и маленький цветок. Через пару минут их можно осторожно извлечь. Если теперь бросить эти предметы о твёрдый пол – они разобьются вдребезги - на мелкие осколки.

Существует множество способов, как понизить температуру. Некоторые из них представлены на странице

При атмосферном давлении, при понижении температуры газообразного диоксида углерода CO2 до уровня -78,5°C, происходит его десублимация, то есть прямой переход из газообразного состояния в твердое, минуя жидкую фазу. При давлении выше 5,1 бар, двуокись углерода проходит при охлаждении и жидкую фазу. Получающаяся твердая форма двуокиси углерода была, в свое время, названа сухим льдом как раз из-за того, что при повышении температуры твердый CO2 не тает, то есть не превращается в жидкость, а без следов испаряется, переходя в газообразное состояние. (Название «сухой лед» изначально было в 1925 году зарегестрировано как торговая марка американской компанией DryIce Corporation of America , впервые в истории начавшей коммерческое производство сухого льда для продажи его как охладителя. С тех пор, термин «сухой лед» перешел в разряд нарицательных, подобно, например, «ксероксу» как в английском, так и в русском языках, или «памперсам» в русском.)

Сухой лед представляет собой твердую субстанцию белого цвета, с плотностью, варьирующейся в диапазоне от 1,4 до 1,6 г/см³. Сухой лед имеет низкую как теплопроводность, так и электрическую проводимость.

Куски сухого льда

Производство сухого льда

Изготовление сухого льда представляет собой относительно несложный процесс, основными стадиями которого являются:

1. Получение оксида углерода-4 (он же CO 2) или газовой смеси с высоким его содержанием. В промышленности, диоксид углерода получают, в том числе, как побочный продукт синтеза аммиака из азота и природного газа, а также, опять же, побочный продукт при ферментации (брожении). Также, CO2 можно получить сжиганием углеводородного топлива и в ходе многих других химических реакций. В промышленности, с использованием специализированного оборудования, получение и выделение CO2 не сложно; в домашних условиях, сложность представляет не столько само получение диоксида углерода, сколько его сбор и изоляция от побочных продуктов той или иной реакции.

2. Сжатие газообразного диоксида углерода до давления ниже 5,1 атмосферы при его одновременном охлаждении до температуры ниже -56,4°C → происходит переход газа в жидкую фазу.

3. Затем, давление уменьшают. Расширяющаяся жидкая двуокись азота испаряется, активно поглощая тепло. Это быстрое охлаждение не дает испариться всему CO2 - часть его затвердевает, кристаллизуясь в похожие на снег хлопья. Это уже и есть твердый CO 2 - для того, чтобы превратить его в «полноценный» сухой лед, хлопья спрессовывают в бóльшие по габаритам куски, как правило, в форме брусков-параллепипедов массой порядка 30 кг или в форме небольших цилиндров диаметром около 1 см. Бруски удобны тем, что благодаря малой, относительно объема, площади поверхности они медленно сублимируются (испаряются). Цилиндрики же удобны при упаковке и широко используются при работе с небольшими количествами сухого льда, например, в лабораториях или в упаковке продуктов для отправки их конечному потребителю.

Использование сухого льда

Наиболее масштабно сухой лед используется для замораживания и поддержания в охлажденном состоянии пищевых продуктов, в том числе мороженого и газированных напитков, когда использование механического (циклического) охлаждения невозможно, неудобно или нежелательно по другим причинам. Как частный случай, можно упомянуть мгновенное замораживание, которое иногда используется для замораживания как продуктов, так и биологических образцов, лабораторных проб и т.д.

Другой сферой коммерческого использования сухого льда является создание искусственного сценического дыма - который все видели, но не все знают, что клубящиеся у пола дымовые завесы на сцене и танцевальных площадках создаются путем помещения сухого льда в воду, которая увеличивает скорость его сублимации (испарения). Собственно, искусственный дым можно, конечно, производить и другими способами, но отличие эффекта дымовых машин, использующих сухой лед, от других их типов заключается в том, что «дым» от CO2 стелется по земле - что обычно не требуется от промышленных или военных дымовых машин, но востребовано в декоративных целях.

Коммунальные службы иногда используют сухой лед для замораживания небольшого участка водяного трубопровода, при невозможности его изоляции более «конвенциональными» способами (например, при отсутствии отсечных вентилей): участок изолируется кожухом, в который подается жидкий CO2. Часть его испаряется, поглощает тепло, и оставшаяся бóльшая часть превращается в сухой лед, который, в свою очередь, начинает медленно сублимироваться, дальше поглощая тепло - что, в конечном итоге, приводит к замерзанию воды в трубе на строго изолированном участке, то есть образованию в трубе ледяной пробки.

Среди других бытовых применений сухого льда можно назвать такие «экхотические», как удаление бородавок, приманка насекомых (многих насекомых привлекает диоксид углерода) и охлаждение компьютеров.

В промышленности, основными применениями сухого льдя являются струйно-абразивная обработка поверхностей, удаление нежелательных газообразных примесей из резервуаров, заморажение воды в бесклапанных трубах, извлечение вкладышей из больших цилиндров оборудования или, наоборот, изготовление и сборка компонентов оборудования с высокой надежностью соединений.

При струйно-абразивной обработке поверхностей, небольшие гранулы сухого льда выстреливаются из сопла вместе со сжатым воздухом и, соударясь с очищаемой поверхностью, удаляют с нее чернила, краску, клей, резину, пластиковое покрытие и т.д. Струйная обработка сухим льдом имеет то преимущество перед пескоструйной, паровой, водяной или иной абразивной обработкой, что не оставляет жидких или твердых частиц на месте проведения такой обработки - сухой лед полностью испаряется, превращаясь в газообразную двуокись углерода.

При дегазации резервуаров хранения, в пустой резервуар засыпается сухой лед. Сублимируясь, он устремляется к выходу из резервуара, унося с собой горючие, ядовиты и прочие нежелательные примеси.

Сухой лед применяют для разборки или сборки плотно соединенных частей. Например, в больших цилиндрах, встречающихся в судовых двигателях внутреннего сгорания, обычно имеются вкладыши, предохраняющие стенки самого цилиндра от износа. Вставка вкладышей и их обратное извлечение производится с охлаждением их сухим льдом - охлаждаясь, вкладыш сжимается и свободно заходит или выходит из цилиндра. Будучи вставленным в цилиндр охлажденным, вкладыш затем нагревается, расширяется и очень плотно примыкает к стенке цилиндра. Аналогичным способом собираются и некоторые другие части с требуемой высокой надежностью соединений.

Бомба из сухого льда

Примитивная самодельная бомба состоит из контейнера (обычно, пластиковой бутылки), который на 20-30% заполняется водой. В бутылку помещают также некоторое количество сухого льда и плотно закрывают. Вода ускоряет сублимацию сухого льда, он испаряется, давление внутри бутылки растет, и она с шумом взрывается.

Доступность ингридиентов и простота создания делают самодельную бомбу с сухим льдом распространенным взрывчатым устройством. При этом, бомба может представлять серьезную опасность: например, в результате помещения в бутылку слишком большого количества льда и/или слишком высокой внешней температуры бомба может взорваться уже через несколько секунд, пока ее создатель еще находится близко (подразумевается, что стоять около снаряженной бомбы или, тем более, держать ее в руках никто не будет). В результате, можно получить повреждения от взрывной волны, от разлетающихся еще не сублимировавшихся кусков сухого льда, а также, при особом невезении, и повреждение слухового аппарата. Отдельным случаем является неразорвавшаяся бомба: с одной стороны, оставлять ее лежать нельзя; с другой стороны, приближаться к ней небезопасно. Неразорвавшуюся бомбу с сухим льдом нужно разорвать с безопасного расстояния, выстрелом или иным способом - целью должно являться повреждение целостности контейнера (бутылки или другого) и, как следствие, выпуск из него давления и обеспечение невозможности его роста внутри контейнера в будущем. Из стеклянных бутылок бомбы с сухим льдом делать не следует.

В большинстве стран бомбы с сухим льдом закон изготавливать запрещает. В России, например, подобные действия могут рассматриваться как «незаконное изготовление взрывных устройств» и, соответственно, подпадать под статью 223 УК РФ. Мы не знакомы с судебной практикой по таким делам, но, вероятно, возможность возбуждения уголовного дела будет определяться, во-первых, обстоятельствами и общественной опасностью конкретного случая изготовления бомбы, и, во-вторых, последствиями или отсутствием таковых. Что же касается результатов следственной и экспертной оценки того, подпадает ли бомба с сухим льдом под понятие «взрывного устроства», то можно с высокой вероятностью предположить, что эксперты дадут ответ «да».

В законах некоторых стран взрывные устройства запрещены, но определены как, например, только устройства, взрыв в которых обусловлен химической реакцией (что и происходит в случае «настоящих» взрывчатых веществ - динамита, тринитротолуола, пластита, аммонала и т.д. и т.п.); в бомбе из сухого льда же химических реакций не происходит, а имеет место только фазовый переход вещества из одного состояния в другое - то есть, в таких странах подобные бомбы легальны. Примером может служить американский штат Калифорния, закон в котором составлен настолько неквалифицировано, что действительно запрещает «герметичные контейнеры с сухим льдом», но только «собранные с целью организации взрыва посредством химической реакции« - видимо, калифорнийские законодатели не знали, как работает бомба с сухим льдом.

Впервые твердая углекислота (сухой лед) появилась на арене истории в 1835 году, благодаря французскому ученому К. Тидорье. Однако идея нашла применение лишь 90 лет спустя, в США, лед стали использовать для сохранности продуктов во время железнодорожных транспортировок. Приблизительно к 1932 году производство сухого льда было поставлено на поток.

Твердая углекислота получается путем быстрого испарения жидкой, под уменьшенным давлением. Внешне сухой лед, конечно, больше напоминает гранулы или бруски тщательно спрессованного снега, нежели затвердевшую воду.

Вопреки чрезвычайно низкой температуре, она не слишком ощутима для пальцев, что связано с защитной прослойкой углекислого газа, образуемой при соприкосновении. На деле же, уровень холодопроизводительности сухого льда в два раза превышает тот же показатель, характерный для льда стандартного.

Применение сухого льда

Широко используется в качестве охлаждающего элемента при , а также транспортировке пищевых продуктов. Кроме того, применяется для получения и поддержания низких температур в условиях научно-исследовательских экспериментов и при испытательных сборках в области машиностроения.

Эффективность использования сухого льда в пищевой промышленности объясняется углекислой средой, которая препятствует жизнедеятельности микроорганизмов. Иными словами, продукты защищены не только от сырости, но и от появления плесени, бактерий, насекомых и даже грызунов.

Помимо вышеупомянутых областей применения сухого льда, следует отметить: безабразивную очистку всех видов поверхностей, хлепопекарную область (для замедления роста дрожжевых бактерий), срочную замену морозильных камер в условиях неисправности, газирование напитков, клеймение скота, удаление небольших участков напольной керамической плитки, замедление процесса цветения, медицина, ритуальные услуги и многое другое.

Можно забавы ради прижать металлическую ложку к кусочку углекислоты, что вызовет акустический эффект в виде писка. Этот «феномен» объясняется микровибрацией при возгонке льда (переходе из твердого в газообразное состояние).

При помещении гранул сухого льда в воду, возникает эффект, визуально напоминающий процесс бурления воды. Сие вызвано все той же углекислоты.

Кусочек сухого льда в закупоренной с проточной водой после взбалтывания обратит обычную воду в газированную. Если же превысить количество сухого льда, возможен взрывной эффект.

Известно, что несколько кусков углекислоты способны погасить горящий бензин.

Сухой лед - крайне полезный материал, который применяется для охлаждения. Он представляет собой углекислый газ, переведенный твердое состояние. Главным достоинством такого льда является отсутствие влаги после таяния, из-за чего он значительно превосходит обычный лед во многих ситуациях.

Сухой лед производится из жидкой углекислоты, в результате чего получается блок белого цвета. Он довольно тяжелый, превосходя по массе обычный лед в 1.5 раза.

Важной особенностью сухого льда является то, что он не может долго храниться без необходимого контейнера. Это обусловливается его низкой температурой, а также отсутствием жидкой фазы - при таянии такой лед сразу превращается в пар.

Преимуществом перед другими охлаждающими расходными средствами является крайне низкая температура сухого льда - минус 78.5 градуса Цельсия. Это позволяет применять его в различных термоконтейнерах, ведь его потенциал для охлаждения крайне велик. Однако работать с сухим льдом можно и без перчаток - при непродолжительном контакте кожа не получает никаких повреждений.

Хранение сухого льда

Так как температура сухого льда крайне низкая, его хранение требует специального оборудования. Его ни в коем случае нельзя хранить в холодильнике, ведь даже там он будет таять. Поэтому в качестве контейнера для транспортировки и хранения применяются только специальные термоизолированные боксы, имеющие минимальный теплообмен с окружением.

Купить контейнеры для сухого льда можно у нас. Мы предлагаем широкий ассортимент различного оборудования, которое позволит значительно продлить его срок жизни. Здесь вы найдете именно тот контейнер, который подойдет для ваших задач и объемов льда.