Sisältö
Kuivan jään sijoittaminen veteen, kuten hedelmäläpivienti, noitahahmon kiehuvan padan simuloimiseksi, on suosikki Halloween-juhla temppu. Luonnontieteiden opettajat käyttävät tätä vaikutusta yleisesti sublimaation ja tiivistymisen periaatteiden osoittamiseen.
Kuivajää
”Kuiva jää” on itse asiassa jähmettynyttä hiilidioksidia (CO?). Hiilidioksidi on normaalisti kaasu huoneenlämpötilassa ja paineessa. Kun se asetetaan korkeaan paineeseen matalassa lämpötilassa, se kuitenkin kiinteytyy niin sanottuun ”kuivajäähän”. Kun kuivajää saatetaan ilmakehän paineeseen, se pysyy kiinteänä ja erittäin kylmänä (-109 ° F).
Sublimaatio
Kuivaa jäätä kutsutaan “kuivaksi”, koska se ei koskaan tule nestemäiseen tilaan sulaessaan, toisin kuin jää, joka sulaa nesteveteen. Kuiva jää muuttuu suoraan kaasumaiseksi hiilidioksidiksi. Tutkijat viittaavat tähän prosessiin sublimaationa.
vesi
Vesi ei ole tässä prosessissa kriittisessä roolissa, paitsi että se sisältää huomattavan määrän lämpöä, joka siirtyy kuivajäähän sen sublimoimiseksi. Veden sijasta voitaisiin käyttää monia muita nesteitä, mutta vesi on erityisen hyvä pidättämään lämpöä (tieteellisesti vedellä on korkea ominaislämpökapasiteetti).
Tiivistyminen
Kun neste, kuten vesi, muuttuu höyryksi, prosessia kutsutaan haihtumiseksi. Käänteistä prosessia kutsutaan tiivistykseksi. Matalassa lämpötilassa vesi kondensoituu ilmasta erittäin pieniksi vesipisaroiksi.
pilvet
Pilvet ovat oikeastaan hyvin pieniä vesipisaroita (tai mahdollisesti jopa jääkiteitä), jotka ovat tiivistyneet ylemmän ilmakehän matalissa lämpötiloissa. Kuivajäävedessä aikaansaatu "noidat paneee" -vaikutus edustaa samaa ilmiötä pienemmässä mittakaavassa. Hiilidioksidin sulattuessa kaasufaasin hiilidioksidi on edelleen melko kylmä. Ilmassa oleva vesi tiivistyy kylmässä hiilidioksidikaasussa, kun se nousee veden yläpuolelle.
Hauska seikka
Komeettojen pitkät pyrstöt ovat seurausta hiilidioksidista ja muista jäätymistä, jotka kimeettaa kulkevat lähelle aurinkoa.