La glace sèche est du dioxyde de carbone gelé . Un bloc de glace sèche a une température de surface de -109,3 degrés Fahrenheit (-78,5 degrés C). La glace sèche a également la très belle caractéristique de la sublimation - lorsqu'elle se décompose, elle se transforme directement en dioxyde de carbone gazeux plutôt qu'en liquide. La température très froide et la fonction de sublimation font de la glace carbonique un excellent moyen de réfrigération. Par exemple, si vous souhaitez envoyer quelque chose de congelé à travers le pays, vous pouvez l'emballer dans de la neige carbonique. Il sera gelé lorsqu'il atteindra sa destination et il ne restera plus de liquide salissant comme vous le feriez avec de la glace normale.
Beaucoup de gens connaissent l'azote liquide, qui bout à -320 degrés F (-196 degrés C). L'azote liquide est assez salissant et difficile à manipuler. Alors pourquoi l'azote est-il un liquide alors que le dioxyde de carbone est un solide ? Cette différence est causée par les caractéristiques solide-liquide-gaz de l'azote et du dioxyde de carbone.
Nous connaissons tous le comportement solide-liquide-gaz de l'eau. Nous savons qu'au niveau de la mer , l'eau gèle à 32 degrés F (0 degrés C) et bout à 212 degrés F (100 degrés C). Cependant, l' eau se comporte différemment lorsque vous modifiez la pression . Lorsque vous abaissez la pression, le point d'ébullition diminue. Si vous baissez suffisamment la pression, l'eau bouillira à température ambiante. Si vous tracez le comportement solide-liquide-gaz d'une substance comme l'eau sur un graphique montrant à la fois la température et la pression, vous créez ce qu'on appelle un diagramme de phase pour la substance. Le diagramme de phase montre les températures et les pressions auxquelles une substance change entre solide, liquide et gazeux.
À des pressions normales, le dioxyde de carbone se déplace directement entre le gaz et le solide. Ce n'est qu'à des pressions beaucoup plus élevées que l'on trouve du dioxyde de carbone liquide. Par exemple, un réservoir à haute pression de dioxyde de carbone ou un extincteur à dioxyde de carbone contient du dioxyde de carbone liquide.
Pour fabriquer de la neige carbonique, vous commencez avec un récipient à haute pression rempli de dioxyde de carbone liquide. Lorsque vous libérez le dioxyde de carbone liquide du réservoir, l'expansion du liquide et l'évaporation à grande vitesse du dioxyde de carbone gazeux refroidissent le reste du liquide jusqu'au point de congélation, où il se transforme directement en un solide. Si vous avez déjà vu un extincteur à dioxyde de carbone en action, vous avez vu cette neige de dioxyde de carbone se former dans la buse. Vous comprimez la neige carbonique pour créer un bloc de glace sèche. La glace sèche se sublime à des températures supérieures à -109,2 °F , vous devrez donc l'utiliser rapidement ou la stocker car contrairement à la glace ordinaire, elle se transforme en gaz plutôt qu'en liquide.
Comment conserver la glace sèche
La glace sèche doit être stockée dans un récipient bien isolé à l'extérieur comme une glacière avec le couvercle légèrement fermé. Plus l'isolant est épais, mieux c'est car il se transformera en gaz à un rythme plus lent. Ne le stockez jamais dans un récipient scellé car le gaz CO2 sublimé coulera et peut être dangereux. S'il est hermétique, il peut faire une bombe de glace carbonique provoquant l'explosion du conteneur. Vous pourriez penser que le congélateur est un endroit idéal pour le garder au frais, mais il est en fait trop chaud. En raison de la basse température de la neige carbonique, votre réfrigérateur pourrait s'éteindre.
Les nombreuses utilisations de la glace carbonique
- Industrie alimentaire : des pastilles de glace carbonique sont ajoutées pour empêcher la croissance bactérienne lors des processus de mélange ou de broyage à grande échelle tels que la production de hamburgers.
- Nettoyage en profondeur : les machines de nettoyage cryogénique sont utilisées pour éliminer la moisissure, la colle, la peinture, l'huile, la graisse et d'autres matériaux adhésifs difficiles à éliminer.
- Industrie médicale : La glace sèche est fréquemment utilisée pour stocker des organes en vue d'une transplantation et également dans des chirurgies dermatologiques mineures telles que l'élimination des grains de beauté, des verrues et d'autres imperfections cutanées.
Sécurité de la glace sèche
Si jamais vous avez l'occasion de manipuler de la glace sèche, vous devez vous assurer de porter des gants épais, de préférence des gants isolés . La température de surface très froide peut facilement endommager votre peau si vous la touchez directement. Pour la même raison, vous ne voulez jamais non plus goûter ou avaler de la glace sèche. Lors de la manipulation de glace carbonique, nous vous suggérons de porter des lunettes de sécurité en cas d'explosion.
Une autre préoccupation importante avec la glace sèche est la ventilation . Vous voulez vous assurer que la zone est bien ventilée. La glace carbonique se sublime et le dioxyde de carbone est plus lourd que l'air, et il peut se concentrer dans des zones basses ou des espaces clos (comme une voiture ou une pièce où la glace carbonique se sublime). L'air normal contient 78 % d'azote, 21 % d'oxygène et seulement 0,035% de dioxyde de carbone. Si la concentration de dioxyde de carbone dans l'air dépasse 5 %, le dioxyde de carbone peut devenir toxique. Assurez-vous de ventiler toute zone contenant de la neige carbonique et ne la transportez pas dans un véhicule fermé pour éviter l'accumulation de grandes quantités de CO2.
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