乾冰冒什麼煙?

文/呦呦 |2022.11.28
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圖/yapei

文/呦呦

表演者正熱烈地載歌載舞,舞台上突然白色煙霧繚繞,現場變得如夢似幻。

有想過那些白色煙霧怎麼來的嗎?是什麼物質呢?

想必大家都會回答「乾冰」,是的,白色煙霧是由乾冰昇華所造成,但它是什麼?

乾冰昇華  水氣凝結

乾冰,有個「冰」,但絕對不是我們認知的冰,而是固態的二氧化碳。

二氧化碳是一種化學物質,有著液態、固態、氣態三態。二氧化碳要由固體變成液體,熔點是-78℃;要由液體變成氣體,汽化點是-56.4℃。所以可想而知,在我們所生活一般氣壓的空間裡,很難有-56.4℃到-78℃的冷度範圍,讓我們可以輕易的看到液態二氧化碳。理所當然,要看到液態的二氧化碳,可以透過提高氣壓來達成。

當固態的乾冰被移出保冷空間,放到常溫時,乾冰會吸收空氣中的熱能,直接從固態昇華為氣態,成為氣態的二氧化碳。

那麼白色的煙霧,一定就是氣態的二氧化碳?不,當然不是,這誤會可大了!既然不是二氧化碳氣體,那又是什麼?

在乾冰昇華的同時,會使得周遭空氣的溫度下降,空氣中遇冷的水蒸氣因而凝結,所形成的小水滴,就是我們所見到的白色煙霧。

解答囉!乾冰在昇華過程產生的煙霧,其實是空氣裡的水蒸氣遇冷而凝結。

遇冷凝結的例子,生活中比比皆是,比如巴士的車窗,當內外溫差大時,容易起霧;一打開熱騰騰的泡麵,眼鏡立馬霧濛濛。

現在也能理解乾冰為什麼叫「乾」冰了,固態的乾冰遇到溫度上升時,是直接昇華成氣態的二氧化碳,沒有經過先轉化成液體的過程。

多方應用  兼顧安全

乾冰,最先由法國化學家查理斯‧蒂洛勒爾(Charles Thilorier)發現。無色、無味,且保冷特性穩定的乾冰,用途廣泛,終於讓乾冰製造成為一種行業。

乾冰普遍運用於保冷,如長途冷凍運輸。二氧化碳的密度高於空氣,所以即便乾冰會昇華,但會沉降於空氣底部,包覆物品,保持著冷凍效果。

還有看過人造雨嗎?將極低溫的乾冰播撒於冷雲上,昇華時會吸熱,使得天空中的水氣凍結成冰晶。在持續更多水蒸氣凝結於冰晶上後,最終會沉降到地面成為雨滴。

其他比較常見的是營造場景氣氛,舞台和螢幕常見有乾冰製造的效果,除了白色煙霧,如何營造彩色的呢?絢麗的燈光囉!七彩燈光一打,煙霧就彷彿染上了顏彩。有些餐廳,有時也會在冷盤上以乾冰保持冰鎮及鮮度,或於飲品中放入乾冰溢出煙霧,讓顧客享受美食外,如入仙境,有著雲霧縹緲的感受。雖然乾冰大量運用在生活中,但並不是完全安全無虞。

乾冰溫度極低,接觸及搬運時,要有防護,不可直接食用或碰觸,以免凍傷。儲藏乾冰於保溫箱減緩昇華速度時,須注意透氣,不透氣會無法釋放所產生的壓力,引起爆炸。

使用乾冰須保持通風,乾冰無毒,但若所處的空間二氧化碳濃度太高,將會吸入大量的二氧化碳,而使得氧氣吸入量不足,造成缺氧。

其他還有一些乾冰在其他各行各業的運用,比如消防滅火、印刷清潔、航太科技,或是實驗如:乾冰瀑布,有興趣趕緊查查看!

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