Сухой лёд: почему он дымит
На концертах по сцене стелется туман, в кафе подают коктейли с дымом, а мороженое привозят в коробке с белыми «паровыми» брусками. Везде это сухой лёд. Он кажется волшебным, но объясняется школьной физикой и химией. И с ним важно обращаться осторожно.
Для 6–11 классов. Агрегатные состояния вещества в физике 8 класса.
Что это такое
Сухой лёд это твёрдый углекислый газ, CO₂. Тот же газ, который мы выдыхаем и который делает газировку колючей. При обычном давлении он становится твёрдым при −78,5 °C.
Главная особенность: при обычном давлении жидкого углекислого газа не бывает. Нагреваясь, сухой лёд сразу превращается в газ. Такой переход называется сублимацией, или возгонкой. Поэтому лёд «сухой»: после него не остаётся луж.
Жидкий CO₂ существует только под давлением больше чем в 5 раз выше атмосферного. Так его хранят в баллонах огнетушителей.
Откуда белый дым
Углекислый газ бесцветный и невидимый. А белый туман над сухим льдом это вода. Холодный газ охлаждает воздух вокруг, и водяной пар, который всегда есть в воздухе, конденсируется в крошечные капли, как пар изо рта на морозе.
Если бросить сухой лёд в тёплую воду, тумана будет гораздо больше: вода быстро отдаёт тепло, лёд бурно испаряется, а над водой много пара. Так делают сценический туман.
Туман стелется по полу, потому что холодный углекислый газ тяжелее воздуха: его молекула весит 44 единицы, а средняя молекула воздуха около 29.
Где используют
- Перевозка мороженого, лекарств, вакцин и биологических образцов: лёд холодный и не оставляет воды.
- Сценические эффекты: туман на концертах и в театрах.
- Очистка оборудования: гранулы сухого льда выдувают под давлением, они сбивают грязь и испаряются без следа.
- Защита от вредителей: углекислый газ вытесняет кислород в зернохранилищах.
- Искусственный снег и дождь: сухим льдом засевали облака.
Чем опасен
| Опасность | Почему | Что делать |
|---|---|---|
| Обморожение | −78 °C обжигает кожу за секунды | брать только в толстых перчатках или щипцами |
| Удушье | газ вытесняет воздух в закрытом помещении и скапливается внизу | держать в проветриваемом месте, не возить в закрытой машине |
| Взрыв | в закрытой бутылке газ создаёт огромное давление | никогда не закрывать в герметичной таре |
| Внутрь | можно повредить рот, пищевод и желудок | не глотать, ждать, пока в напитке он полностью испарится |
Опыты с сухим льдом в школе проводят только со взрослыми.
Разберём на занятии
На живых занятиях преподаватель объясняет школьные темы через такие истории: так правило или формула запоминается с первого раза.
Первое занятие бесплатное: можно посмотреть формат вместе с ребёнком и решить, подходит ли он.
Частые вопросы
Почему сухой лёд шипит в воде?
Он бурно превращается в газ, пузыри поднимаются и лопаются. Немного газа растворяется в воде, и она становится слегка кислой.
Сколько он хранится?
В термоизолирующем ящике несколько дней, на открытом воздухе кусок испаряется за несколько часов.