El hielo seco es dióxido de carbono congelado, el mismo material que los animales exhalan y las plantas necesitan para realizar la fotosíntesis. Debido a su baja temperatura, -109.3 ° F (-78.5 ° C), el hielo seco es útil como refrigerante. También es relativamente fácil de hacer.
A veces, los científicos solo necesitan una pequeña cantidad de hielo seco. Esto se puede lograr simplemente abriendo la válvula de un tanque de dióxido de carbono líquido y colocando una bolsa de tela sobre la boquilla de descarga. Se produce una mezcla de dióxido de carbono gaseoso y hielo seco cuando parte del gas que escapa se condensa en la tela. Este enfoque es la forma más sencilla de producir una pequeña cantidad de hielo seco para uso en laboratorio.
Para producir cantidades mayores, es necesario el enfriamiento por evaporación. Primero, el dióxido de carbono licuado se produce comprimiendo gas de dióxido de carbono. Debido a que la temperatura de una sustancia aumenta a medida que se comprime, el gas debe enfriarse durante todo el proceso de compresión para estimular la formación de un líquido. Si el gas dentro del recipiente está aproximadamente a temperatura ambiente, la licuefacción comienza a ocurrir cuando la presión es de aproximadamente 870 libras por pulgada cuadrada (ppsi), o aproximadamente 6,000 kilopascales.
El siguiente paso es bastante sencillo. En cualquier fragmento de materia, habrá ciertas moléculas que se muevan muy rápido y algunas que se muevan mucho más lentamente. Su velocidad promedio es lo que llamamos temperatura. Si se permite que una tina de nitrógeno líquido se evapore parcialmente, las moléculas más energéticas escaparán, lo que hará que el impulso promedio de las moléculas en la mezcla, y por lo tanto su temperatura, disminuya. Después de que se evapora suficiente calor, la temperatura del líquido desciende por debajo del punto de congelación, se produce una transición de fase y nos quedamos con dióxido de carbono sólido: hielo seco.
El hielo seco generalmente se almacena en contenedores aislados. Cuando se expone al aire, comienza a emitir gas de dióxido de carbono de inmediato, porque la diferencia de temperatura entre el hielo y el medio ambiente es lo suficientemente grande como para omitir la fase líquida y simplemente se convierte en gas. Algo de dióxido de carbono se convierte en vapor, que es lo que le da la apariencia de niebla. Esta sustancia se utiliza todo el tiempo para producir niebla artificial para actuaciones. También se puede utilizar en combinación con espectáculos de luz láser, dispersando la luz para que se pueda ver fácilmente.