2018/09/28

乾冰不是冰,白煙不是二氧化碳

什麼是乾冰?
乾冰不是冰,是二氧化碳的固體形態,因為昇華(由固態直接變成氣態的變化過程)時,不會像冰塊會有產生液態的水,於是俗稱乾冰。乾冰是一種很好的保冷劑,因為生成氣態後的二氧化碳無色、無味、無毒,所以常用在配送低溫產品時,做為保冷的用途。也因為昇華時,會產生大量白色煙霧,所以也常用在舞台製造煙霧的效果上。

有液態的二氧化碳嗎?
二氧化碳是種純物質,因此當然有三態,那為什麼不會看到液體的二氧化碳呢?這是因為二氧化碳的熔點(固體變液體的臨界溫度)是78C汽化點(液體變氣體的臨界溫度)是57C,因此要觀察到液態的二氧化碳,恐怕要有個可以控溫在-57~-78C之間的冰箱才行。這也是為什麼乾冰種是在室溫下直接昇華的原因了。

乾冰汽水為什麼沒有氣?
二氧化碳在常溫常壓下,不易溶於水,且溶解量很小。光把乾冰放入果汁中,只能當很冷的冰塊來用,以及冒著白煙很酷的玩。若想要讓乾冰溶入水中變成汽水,必須要在高壓低溫下進行效果才好。

觀念大考驗
一、既然乾冰是二氧化碳的固體,那昇華時冒出的白煙就是二氧化碳囉?
答:不是。既然二氧化碳是無色無味,那麼依此邏輯可推,「白」煙當然就不是二氧化碳。因為乾冰溫度極低,所以昇華的同時將空氣中的水蒸氣凝結成小水滴,因此形成我們看到的白色煙霧。這現象和冬天時從口中吐出白煙、吃麵時眼鏡起霧等道理一樣,都是水蒸氣凝結成小水滴。

二、有新聞報導說:「某舞台工作人員因為吸入大量的乾冰,因而昏厥送醫」,難道乾冰有毒,不可以吸入太多嗎?
答:乾冰無毒,二氧化碳當然也無毒。但是空氣中如果二氧化碳濃度太高,因而使得吸入氣體中氧氣量變少,可能導致缺氧而昏厥。這和中毒無關,是缺氧造成身體不適的概念。

自我練習思考:
1.乾冰放置在桌子上昇華和放入水杯中昇華,哪一個產生的煙霧比較多?為什麼?
2.將乾冰放在水杯中,當乾冰完全昇華後,發現水位降低了,為什麼?少掉的水跑到哪裡去了?

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