Почему твердый со2 называют сухим льдом

2018-11-04
Твёрдую двуокись углерода называют сухим льдом, потому что он превращается в газ, минуя жидкое состояние. В любом месте с единицы поверхности сухого льда испаряется за единицу времени одна и та же масса $q$ углекислого газа $CO_<2>$. Кубик сухого льда со стороной $L$, подвешенный на нити, полностью испаряется за время $t_ <0>= 45 минут$. Через сколько минут испарится подвешенный на нити цилиндр радиуса $R = 3L$ и высоты $H = 4L$?

Рассмотрим малый участок поверхности площади $S$. За малое время $dt$ с него испарится масса $dm = qSdt$. Пусть толщина испарившегося слоя $dh$, тогда объём объём испарившегося льда $dV = Sdh = \frac< \rho>$, где $\rho$ плотность сухого льда. Отсюда $\frac < \rho>= Sdh$ и тогда $\frac

= \frac< \rho>$, то есть граница льда движется с постоянной скоростью $u = \frac< \rho>$ по перпендикуляру к поверхности. Из-за этого грани кубика приближаются к его центру со скоростью $u$, а кубик полностью испарится за время $t_ <0>= \frac<2u>$.
Что произойдёт с цилиндром? Его торцы приближаются к центру со скоростью $u$ и радиус сокращается с той же скоростью. Радиус дошёл бы до нуля за время $\frac = \frac<3l>$, но высота цилиндра дойдёт до нуля раньше за время $t = \frac <2u>= \frac<2l>$. Это время в четверо больше $t_<0>$, то есть $t = 180 минут$.

Читайте также: Лед модули камри 40
Источник

Сухой лёд, свойства, получение и применение

Сухой лёд, свойства, получение и применение.

Сухой лёд – это твёрдая форма углекислого газа – бинарного химического соединения углерода и кислорода, имеющее формулу CO₂.

Сухой лёд, формула, молекула, строение, состав, вещество:

Сухой лёд – это твёрдый углекислый газ (диоксид углерода, двуокись углерода, углекислота, оксид углерода (IV), угольный ангидрид).

Сухой лёд – это твёрдая форма углекислого газа – бинарного химического соединения углерода и кислорода, имеющее формулу CO₂.

Химическая формула сухого льда такая же как у обычного углекислого газа CO₂.

Строение молекулы сухого льда, структурная формула сухого льда аналогичны строению и структурной формуле углекислого газа:

При обычных условиях (атмосферном давлении и комнатной температуре) сухой лёд переходит в газообразное состояние, минуя жидкую фазу. Однако переход из твердого состояния в газообразное достаточно медленный. В связи с этим при контакте с твердой двуокисью углерода веществом достаточно быстро наступает обморожение, которое может стать критическим.

Температура сублимации при нормальном атмосферном давлении равна −78,5 °С (194,65 K). При возгонке поглощает около 590 кДж/кг (140 ккал/кг) теплоты.

По внешнему виду сухой лёд напоминает обычный лёд (отсюда название) или снегоподобную массу. Но в отличие от водяного льда он имеет температуру в -78,5°C. Имеет кислый «содовый» запах.

Сухой лёд сжимается в небольшие гранулы или более крупные блоки.

Плотность сухого льда около 1560 кг/м³.

Растворяется в воде. В 100 граммах воды растворяется 0,3803 грамма CO₂ при 16 °C, 0,3369 грамма CO₂ – при 20 °C, 0,2515 грамма CO₂ – при 30 °C. Растворяясь в воде, образует угольную кислоту Н₂CO₃. Нерастворенная в воде часть углекислого газа улетучивается, вызывая быстрое понижение температуры жидкости и образуя над водой плотный туман , который представляет опасность для жизни и здоровья из-за высокого содержания в нем CO₂ и снижения объемной доли кислорода. В свою очередь жидкость может затвердеть. Туман от сухого льда парит над землей или поверхностью предмета (жидкости и т.п.).

Двуокись углерода негорюча, но в ее атмосфере может поддерживаться горение активных металлов , например, щелочных металлов и щелочноземельных – магния, кальция, бария.

Твердая двуокись углерода нетоксична, невзрывоопасна.

Сухой лёд (как и углекислый газ) препятствует ростку бактерий, вирусов и гниению продуктов.

В остальном свойства сухого льда аналогичны свойствам углекислого газа.

Требования безопасности при обращении с сухим льдом:

По степени воздействия на организм человека двуокись углерода относится к 4-му классу опасности по ГОСТ 12.1.007-76.

Твердая двуокись углерода нетоксична, невзрывоопасна.

Твердая двуокись углерода может вызывать обмораживание кожи и поражение слизистой оболочки глаз.

Брать твердую двуокись углерода незащищенными руками не разрешается. При измельчении и фасовке сухого льда рекомендуется надевать защитные очки и рукавицы.

Обслуживающий персонал должен иметь: противогаз шланговый изолирующий, защитные очки , суконные рукавицы, телогрейку.

Газообразная двуокись углерода, содержащаяся в воздухе рабочей зоны до 0,5% по объему, не представляет опасности для здоровья; при более высоком содержании – оказывает вредное влияние на здоровье человека.

Двуокись углерода тяжелее воздуха в полтора раза и может накапливаться в слабопроветриваемых помещениях у пола и в приямках, а также во внутренних объемах оборудования для получения, хранения и транспортирования газообразной, жидкой и твердой двуокиси углерода, снижая содержание кислорода в воздухе, что может вызвать явления кислородной недостаточности и удушья.

Помещения для производства твердой двуокиси углерода, а также помещения для хранения контейнеров, заполненных двуокисью углерода, должны быть оборудованы общеобменной приточно-вытяжной и аварийной вентиляцией.

(см. ГОСТ 12162-77 «Двуокись углерода твердая. Технические условия», ГОСТ 8050-85 «Двуокись углерода газообразная и жидкая. Технические условия»).

Источник

В чём разница?

Разница между Льдом и Сухим льдом

Основное различие между Льдом и Сухим льдом состоит в их химической структуре, Лёд имеет химическую формулу H₂O, а Сухой лёд имеет химическую формулу CO₂

Люди часто видят и обычный лед и сухой лед, в очень похожих формах льда. Это не удивительно, так как они действительно выглядят одинаково. Хотя обе формы льда используются для охлаждения, они все же сильно отличаются друг от друга.

Содержание

Обзор и основные отличия

Что такое Лёд

Что такое Сухой лёд

В чем разница между Льдом и Сухим льдом

Заключение

Что такое Лёд

Лед — это твердое вещество, образующееся при замерзании водяного пара или жидкой воды. При температуре ниже 0 °C водяные пары превращаются в иней на уровне земли и снежинки (каждая из которых состоит из одного ледяного кристалла) в облаках. Также ниже 0 °C жидкая вода образует твердое вещество, например в реках — речной лед, в морях — морской лед, в облаках — град. Кроме того лёд, производится в коммерческих целях для охлаждения продуктов и других веществ.

Лёд

Мы все знакомы с поведением воды в твердом и газообразном виде. Мы знаем, что на уровне моря вода замерзает при 0 °C и кипит при 100 °C. Однако при изменении давления вода ведет себя по-разному. Когда понижается давление, температура кипения падает. Если достаточно снизить давление, вода закипит при комнатной температуре.

Лед встречается на разных континентах Земли, а также в поверхностных водах в различных формах. Наиболее заметными являются континентальные ледники (ледниковые щиты), которые покрывают большую часть Антарктиды и Гренландии. Меньшие массы многолетнего льда, называемые ледяными шапками, занимают части Арктической Канады и других высокоширотных регионов, а горные ледники встречаются в более ограниченных областях, таких как горные долины и равнины внизу. Другие случаи появления льда на суше включают различные типы грунтового льда, связанные с вечной мерзлотой, то есть постоянно мерзлая почва, обычная для очень холодных регионов. В океанических водах полярных регионов айсберги возникают, когда большие массы льда отрываются от ледников или шельфовых ледников и уходят. Замерзание морской воды в этих регионах приводит к образованию слоев морского льда, известного как паковый лед. В зимние месяцы подобные ледяные тела образуются на озерах и реках во многих частях света.

Что такое Сухой лёд

Сухой лед — это замороженный углекислый газ. Сухой лёд имеет температуру поверхности -78,5 °C. Сухой лед также имеет интересную особенность — сублимацию. Когда он тает, он превращается сразу в газообразный углекислый газ, а не в жидкость. Сверххолодная температура и функция сублимации делают сухой лед отличным для охлаждения. Например, если нужно отправить что-то замороженное на дальнее расстояние, можно упаковать этот груз в сухой лед. Когда груз достигнет пункта назначения, он будет заморожен, и не останется грязной жидкости, как с обычным льдом.

Сухой лёд

Многие люди знакомы с жидким азотом, который кипит при температуре -196 °C. Жидкий азот довольно опасный и сложный в обращении. Так почему же азот является жидким, а углекислый газ — твердым? Эта разница вызвана особенностями твердого-жидкого газа азота и углекислого газа.

При нормальном атмосферном давлении углекислый из твердого вещества переходит сразу в газообразное. Только при гораздо более высоких давлениях, углекислый газ становится жидкий. Например углекислый газ в жидком состоянии содержится в углекислотных огнетушителях или в резервуарах высокого давления с углекислым газом.

Безопасность при использовании Сухого льда

Если у вас есть необходимость использовать сухой лёд, вы должны быть уверены, что надели прочные перчатки. Слишком холодная температура поверхности может легко повредить кожу, если вы прикоснетесь ей к сухому льду. По той же причине вы никогда не попробовать или глотать сухой лед.

Другой важной проблемой при работе с сухим льдом является вентиляция. Необходимо убедиться, что помещение хорошо проветривается. Углекислый газ тяжелее воздуха, и при сублимации сухой лед может концентрироваться в нижних слоях воздуха или около пола в закрытых помещениях. Нормальный воздух содержит — 78% азота, 21% кислорода и только 0,035% углекислого газа. Если концентрация углекислого газа в воздухе поднимается выше 5%, углекислый газ может стать токсичным. Обязательно проветривайте помещение, содержащее сухой лед, и не перевозите его в закрытом автомобиле.

В чем разница между Льдом и Сухим льдом

Прежде всего, обычный лед и сухой лед различаются по способу их изготовления или по общей структуре. Это означает, что обычный лед получается путем замерзания воды при температуре замерзания. Сухой лед, напротив, производится путем сжатия CO₂ (газообразного диоксида углерода) с использованием очень высоких давлений. Следовательно, обычный лед в своей химической форме, независимо от состояния вещества, имеет формулу H₂O, тогда как сухой лед — это CO₂ (в буквальном смысле твердая форма газа CO₂).

Во-вторых, оба типа льда отличаются тем, что их можно сжижать. Обычный лёд сначала перед сжижением необходимо растопить . Понижая общее атмосферное давление, можно уже растопить сухой лед. Тем не менее, в процессе сублимации сухой лед переходит из твердого состояния сразу в газообразное.

При замерзании, лёд становится «льдом», когда вода достигает температуру 0 °C. Сухой лед образуется при -78,5 °C

Обычный лед используется в напитках. Сухой лед обычно используется для охлаждения при транспортировке и для сохранения продуктов. Причём сухой лед категорически не должен использоваться для охлаждения напитков, поскольку он может нанести вред здоровью человека.

Заключение — Лёд против Сухого льда

Основное различие между Льдом и Сухим льдом состоит в том, что Лёд имеет химическую формулу H₂O, а Сухой лёд имеет химическую формулу CO₂. Кроме того, обычный лёд можно принимать внутрь, а Сухой лёд нельзя. Сухому льду нужна намного более низкая температура, чтобы замерзнуть, в отличие от обычного льда.

Источник

Сухой лёд: что это такое и как с ним обращаться. Простые правила

Сухим льдом называется твёрдая форма диоксида углерода — CO2, он же углекислый газ. Называется льдом, потому что выглядит похоже: белые холодные куски.

Очень холодные: температура, при которой сухой лёд перестает быть «льдом» и превращается в газ (то, что мы видим как туман), -79 градусов Цельсия. Сухой лёд не может храниться долго — даже если положить его в контейнер с термоизоляцией, то он постепенно будет испаряться (примерная скорость исчезновения — от 2,5 до 5 килограммов в сутки).

В хозяйстве это весьма полезная вещь: им и сантехники пользуются, и мороженщики, и бармены. Одни с его помощью перекрывают воду в трубах (ледяная пробка), другие охлаждают продукты или поддерживают красоту ледяных фигур из настоящего льда. Способов применения масса. Его можно даже в напитки добавлять: красиво и не токсично.

Кстати, генераторы тумана тоже на нём работают.

Но чтобы было красиво и безопасно, необходимо соблюдать определенные условия. Правила безопасности использования сухого льда — это не сверхъестественное знание, все предостережения обусловлены простой логикой.

Не стоит трогать его голыми руками. Руки мерзнут, краснеют и болят, даже когда зимой в -5 по улице идешь без перчаток. Представляете, что будет, если схватиться за предмет, температура которого чуть-чуть не дотягивает до -100? А будет сильнейшее обморожение. Так что трогать вещество без перчаток не следует. Сухой лед фактически замораживает клетки кожи. Полученная травма будет очень похожа на ожог. И уж точно нельзя тянуть сухой лёд в рот.

Сухой лёд — это углекислый газ в твердой форме, который при обычных условиях превращается в газ. Именно по этой причине его нельзя использовать в закрытых помещениях — дышать просто будет нечем. А если сухой лед кинуть в теплую воду, то скорость перехода из твердого в газообразное состояние будет очень высокой. CO2, который был белым куском, очень резко станет частью той смеси, которой мы дышим. Если в воздухе диоксида углерода слишком много, то высок риск, что тело, миновав этапы «головокружение» и «тошнота», просто отключится. Человек может не успеть покинуть помещение и потеряет сознание. Если вынести бессознательное тело вовремя никто не сможет, и дышать все так же будет нечем, то сами знаете, чем это может закончится . Токсичной считается концентрация CO2 выше 5 процентов.

Нормальный состав воздуха — 78 процентов азота, 21 процент кислорода и только 0,035 процента углекислого газа.

Нельзя просто взять и выбросить остатки сухого льда в раковину или в закрывающийся мусорный бак. В первом случае потом возможно придется потратиться на замену труб, а во втором — бак может разорвать из-за скопления газа в изолированном пространстве. Просто нужно ждать пока сухой лёд сам не превратится в газ, положив оставшийся кусок на поверхность, которая выдержит холод.

Источник