Сухой лед в форме брусковНаверняка, многие видели сухой лёд. Тот самый, который тает, испаряясь клубами белого дыма. Покупая летом мороженое в уличных киосках, можно увидеть, что оно лежит морозильнике, окруженное кусками такого льда. Это сухой лёд — твёрдая двуокись углерода (CO2), при обычных условиях — атмосферном давлении и комнатной температуре, переходящая в парообразное состояние, минуя жидкую фазу. Температура замерзания сухого льда при нормальном давлении — минус 78,5 градусов.

По внешнему виду напоминает он напоминает обыкновенный лёд, отсюда и название. Вырабатывается такой лед на углекислотных установках и используется в основном для охлаждения пищевых продуктов, в научно-исследовательских работах для получения низких температур, при испытаниях и сборке некоторых агрегатов в машиностроении, а также при создании эффектов в шоуиндустрии, в медицине и многих других областях.

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 же получают сухой лёд? Изготовление сухого льда представляет собой относительно несложный процесс. Сначала получают окись углерода, затем, сжимают газообразный диоксид углерода до давления не ниже 5,1 атмосферы при его одновременном охлаждении до температуры ниже -56,4 градуса, чтобы газ перешел в жидкую фазу. После чего, давление уменьшают и расширяющаяся жидкая двуокись азота испаряется, активно поглощая тепло. Очистка стен сухим льдом от надписейЭто быстрое охлаждение не дает испариться всему CO2 — часть его затвердевает, кристаллизуясь в похожие на снег хлопья. Это уже и есть твердый CO2 — для того, чтобы превратить его в «полноценный» сухой лед, хлопья спрессовывают в большие по габаритам куски, как правило, в форме брусков-параллелепипедов массой порядка 30 килограмм или в форме небольших цилиндров диаметром около 1 сантиметра. Для хранения сухого льда применяются специальные термоконтейнеры, которые призваны увеличить срок хранения сухого льда.

Преимущества сухого льда перед естественным заключаются в отсутствии воды при таянии и в 3 раза большей холодопроизводительности.

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 так далее.

Применение сухого льда на железнодорожном транспорте обеспечивает перевозки скоропортящихся грузов на большие расстояния и устраняет необходимость частого пополнения изотермических вагонов льдом.

Очистка сухим льдом оборудованияСухой лед применяется для очистки оборудования на производстве. Технология криогенной очистки использует сжатый воздух высокого давления и гранулы сухого льда. При такой обработке поверхностей, небольшие гранулы сухого льда выстреливаются из сопла вместе со сжатым воздухом и, соударяясь с очищаемой поверхностью, удаляют с нее чернила, краску, клей, резину, пластиковое покрытие и так далее. 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. Гранулы льда не являются абразивным материалом, то есть не повреждают саму поверхность, и несут не только кинетическую, но и скрытую тепловую энергию. Резкое снижение температуры поверхности вызывает эффект «термического шока», при котором охлажденные до хрупкого состояния загрязнения отслаиваются от поверхности. Важное преимущество чистки поверхностей сухим льдом, — это то, что подобный метод, полностью исключает возможность повреждения обрабатываемой поверхностей. Также, сухим льдом очищают не только оборудование, но и вентиляционные шахты и пресс формы, конвейерные ленты и даже фасады зданий.

Дым машина на сухом льдеПри проведении концертов, спектаклей иногда требуется применение сухого льда для образования искусственного сценического «дыма». Отличительной особенностью такого «дыма» является то, что он не поднимается вверх, а стелется по полу, создавая эффект тумана. Это достигается путем помещения сухого льда в воду, которая увеличивает скорость его сублимации (испарения) с помощью специальных дымовых машин.

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

Ещё, сухой лед применяют для охлаждения выработки в шахтах.

Интересные факты о сухом льде:

Первым создал сухой лед французский химик Чарльз Тилори. Это произошло в 1834 году. Однако промышленное производство наладили только спустя полвека.

1 килограмм сухого льда может заменить 15 килограмм льда из воды. А испаряется сухой лед в 5 раз медленнее, чем тает обыкновенный лед.

Эффект кипения воды с сухим льдомБросив в пламя несколько кусочков сухого льда, можно быстро потушить горящий бензин. Существуют даже углекислотные огнетушители.

Облака, которые не дают ни капли дождя, можно «посыпать» сверху с самолетов дробленым на мельчайшие кристаллики сухим льдом. Сухой лед охлаждает облака и вызывает осадки.

Если к куску сухого льда прижать ложку, то можно услышать писк, вызванный микровибрациями ложки при возгонке льда.

Если кусок сухого льда бросить в воду, то можно будет наблюдать эффект кипения воды, вызванный переходом из твердого состояния льда в газообразное.

Источники:

http://www.ist-russia.ru

http://ru.wikipedia.org

http://www.ndva.ru

Рейтинг@Mail.ru