Производство сухого льда
Что мы знаем про производство сухого льда? Холод – это снег, лед и температура ниже нуля. А что значит холод с точки зрения физики. Это сухой лед, низкая температура, сжиженные газы. Наука, которая занимается низкими, сверхнизкими температурами, называется криогеника. Вот уже многие годы ученые инженеры пытаются получить глубокий холод, потому что он способен изменять свойства обычных вещей.
Сухой лёд
Сухой лёд – это самый холодный лёд в мире. Если подержать его в руках всего несколько минут, то сильное обморожение гарантировано. Обычный водяной лед можно получить при температуре чуть ниже нуля градусов Цельсия. Для сухого льда эта температура должна быть равна -80 градусов Цельсия, а главное к воде он не имеет никакого значения.Что собой представляет сухой лед? Это одна из составляющих углекислого газа. Сухой лед обладает необычными физическими свойствами. Это твердый газ и как газ он не проводит электричество. Его плотность выше чем у воды. И тает лед не так, как лед обычный. Он переходит из твердого состояния в газообразное, минуя жидкую фазу.
Использование сухого льда
Попадая на воздух, сухой лед из углекислоты постепенно превращается в газ и испаряется без следа. Это свойство легло в основу криобластинга. Так называется современный метод очистки сложных загрязнений, например стен исписанных краской. Поверхность стены гораздо теплее гранул сухого льда, но в технологии бластинга главную роль решает не это. Вместе со струей сжатого воздуха сухой лед вылетает со скоростью 150 км/час. Из-за такой скорости гранулы льда обладают высокой кинетической энергией. Когда гранулы льда ударяются об стенку, то кинетическая энергия переходит в тепловую. Во время удара гранулы увеличиваются в объеме в 700 раз, на поверхности получается микровзрыв. Грязь подхватывается и уносится. Поверхность получается абсолютно чистой и при этом не повреждается.С точки зрения физики низких температур, сухой лёд относительно теплый. Поэтому специалисты по криогенной физике долгое время не обращали на него внимания. Криогенная физика всегда связана с жидкими газами. Именно они помогают поддерживать низкие температуры. Да и получить газ в сжиженном виде можно лишь только в том случае, если довести его до состояния конденсации. А такое лишь возможно при температуре минус 150 градусов Цельсия.
Воздействие холода на материал
Объем любого газа зависит от температуры, если поместить обычный надутый шарик в жидкий азот, то он сдуется. Почти -250 градусов приведут к тому, что воздух сократиться в объеме. Когда шарик снова окажется в условиях комнатной температуры, воздух в нем расширится, а шарик примет обыкновенный вид.Из всех полученных криогенным способом жидких газов, самый нейтральный азот. Поэтому с его помощью проще всего продемонстрировать, как меняются свойства материи под воздействием низких температур. При сильном охлаждении резины она теряет свою эластичность, и становиться твердым материалом. Но если подержать ее в азоте чуть дольше, резина станет хрупкой. При сверхнизких температурах многие органические соединения становятся хрупкими. В независимости от их объема или массы. Одинаково легко при сильном охлаждении разобьются, как одна роза, так и целый букет. Однако, чем крупнее предмет, тем больше азота требуется для его охлаждения.
Температура жидкого гелия настолько низка, что способна превратить некоторые материалы в сверхпроводники. Металлы при охлаждении до -260 градусов лишаются любого электрического сопротивления. Это свойство используется физиками практиками для создания высоких и сверхвысоких магнитных полей.
Холод долгое время воспринимался человеком, как нечто губительное. И умение добывать огонь дарило не только свет и тепло, но и новое качество жизни. Прогресс показал, что и холод может нести пользу. Для этого науке осталось только покорить его.
07.10.2014