La glace sèche est du dioxyde de carbone congelé, la même substance que les animaux exhalent et les plantes ont besoin pour effectuer la photosynthèse. En raison de sa basse température, -109.3°F (-78.5°C), la glace carbonique est utile comme liquide de refroidissement. Il est également relativement facile à faire.
Les scientifiques n’ont parfois besoin que d’une petite quantité de glace carbonique. Ceci peut être réalisé simplement en ouvrant la vanne d’un réservoir de dioxyde de carbone liquide et en plaçant un sac en tissu sur la buse de décharge. Un mélange de dioxyde de carbone gazeux et de neige carbonique est produit lorsqu’une partie du gaz qui s’échappe se condense sur le tissu. Cette approche est le moyen le plus simple de produire une petite quantité de glace sèche pour une utilisation en laboratoire.
Pour produire de plus grandes quantités, un refroidissement par évaporation est nécessaire. Premièrement, le dioxyde de carbone liquéfié est produit en comprimant le dioxyde de carbone gazeux. Étant donné que la température d’une substance augmente au fur et à mesure qu’elle est comprimée, le gaz doit être refroidi tout au long du processus de compression pour favoriser la formation d’un liquide. Si le gaz à l’intérieur du récipient est à peu près à température ambiante, la liquéfaction commence à se produire lorsque la pression est d’environ 870 livres par pouce carré (ppsi), soit environ 6,000 XNUMX kilopascals.
La prochaine étape est assez simple. Dans n’importe quel morceau de matière, certaines molécules se déplaceront très rapidement et d’autres beaucoup plus lentement. Leur vitesse moyenne est ce que nous appelons la température. Si une cuve d’azote liquide s’évapore partiellement, les molécules les plus énergétiques s’échapperont, provoquant une diminution de la quantité de mouvement moyenne des molécules dans le mélange, et donc de sa température. Une fois qu’une quantité suffisante de chaleur s’est évaporée, la température du liquide descend en dessous de zéro, une transition de phase se produit et nous nous retrouvons avec du dioxyde de carbone solide – de la neige carbonique.
La glace sèche est généralement stockée dans des conteneurs isothermes. Lorsqu’il est exposé à l’air, il commence immédiatement à dégager du dioxyde de carbone, car la différence de température entre la glace et l’environnement est suffisamment importante pour qu’il saute la plupart du temps la phase liquide et se transforme simplement en gaz. Une partie du dioxyde de carbone est transformée en vapeur, ce qui lui donne l’apparence d’un brouillard. Cette substance est utilisée tout le temps pour produire du brouillard artificiel pour les spectacles. Il peut également être utilisé en combinaison avec des spectacles de lumière laser, diffusant la lumière afin qu’elle soit facilement visible.