Trockeneis ist gefrorenes Kohlendioxid, das gleiche Material, das Tiere ausatmen und Pflanzen für die Photosynthese benötigen. Aufgrund seiner niedrigen Temperatur von -109.3 °F (-78.5 °C) ist Trockeneis als Kühlmittel nützlich. Es ist auch relativ einfach zu machen.
Wissenschaftler brauchen manchmal nur eine kleine Menge Trockeneis. Dies kann lediglich dadurch erreicht werden, dass das Ventil eines Tanks mit flüssigem Kohlendioxid geöffnet wird und ein Stoffbeutel über den Auslassstutzen gelegt wird. Wenn ein Teil des entweichenden Gases auf dem Tuch kondensiert, entsteht ein Gemisch aus gasförmigem Kohlendioxid und Trockeneis. Dieser Ansatz ist der einfachste Weg, um eine kleine Menge Trockeneis für den Laborgebrauch herzustellen.
Um größere Mengen zu produzieren, ist Verdunstungskühlung erforderlich. Zunächst wird verflüssigtes Kohlendioxid durch Komprimieren von Kohlendioxidgas erzeugt. Da die Temperatur einer Substanz beim Verdichten ansteigt, muss das Gas während des Verdichtungsprozesses gekühlt werden, um die Bildung einer Flüssigkeit zu fördern. Wenn das Gas im Inneren des Gefäßes ungefähr Raumtemperatur hat, beginnt die Verflüssigung, wenn der Druck etwa 870 Pfund pro Quadratzoll (ppsi) oder etwa 6,000 Kilopascal beträgt.
Der nächste Schritt ist ziemlich einfach. In jedem Materiebrocken bewegen sich bestimmte Moleküle sehr schnell und einige bewegen sich viel langsamer. Ihre durchschnittliche Geschwindigkeit nennen wir Temperatur. Wenn eine Wanne mit flüssigem Stickstoff teilweise verdampft, entweichen die energiereicheren Moleküle, wodurch der durchschnittliche Impuls der Moleküle in der Mischung und damit ihre Temperatur abnimmt. Nachdem genügend Wärme verdunstet ist, sinkt die Temperatur der Flüssigkeit unter den Gefrierpunkt, es kommt zu einem Phasenübergang und wir haben festes Kohlendioxid – Trockeneis.
Trockeneis wird normalerweise in Isolierbehältern gelagert. An der Luft beginnt es sofort Kohlendioxid abzugeben, da der Temperaturunterschied zwischen Eis und Umgebung so groß ist, dass es die flüssige Phase meist überspringt und nur noch gasförmig wird. Ein Teil des Kohlendioxids wird in Dampf umgewandelt, was ihm das Aussehen von Nebel verleiht. Diese Substanz wird ständig verwendet, um künstlichen Nebel für Aufführungen zu erzeugen. Es kann auch in Kombination mit Laserlichtshows verwendet werden, wobei das Licht gestreut wird, sodass es leicht gesehen werden kann.