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干冰是凍結(jié)的二氧化碳——這意味著它非常冷。當(dāng)達(dá)到室溫時(shí)，它會(huì)迅速升華，這意味著當(dāng)分子逃離其表面時(shí)，固體直接從固體變成氣體。當(dāng)您將干冰放入水中時(shí)，隨著二氧化碳升華，干冰會(huì)迅速起泡。您可以在游泳池中進(jìn)行此操作，只要不在室內(nèi)進(jìn)行即可，但您應(yīng)該遵守一些預(yù)防措施。

二氧化碳如何結(jié)冰

液體和固體中的分子通過(guò)分子間/離子相互作用結(jié)合在一起，例如鹽晶體中正離子和負(fù)離子之間的吸引力。二氧化碳分子之間的相互作用相對(duì)較弱，因此在二氧化碳凍結(jié)之前必須將它們冷卻到極低的溫度。這是因?yàn)闇囟仁瞧骄\(yùn)動(dòng)能量的衡量標(biāo)準(zhǔn)——因此較低的溫度意味著氣體中的平均分子運(yùn)動(dòng)速度更慢。一旦溫度降至冰點(diǎn)以下，二氧化碳分子的移動(dòng)速度就足夠慢，它們所經(jīng)歷的微弱分子間力可以將它們結(jié)合在一起形成固體。

泳池中的干冰

水池中的水分子的溫度比干冰高得多，因此碰撞將能量從水分子轉(zhuǎn)移到干冰，冷卻水，同時(shí)加熱二氧化碳。隨著干冰表面的分子移動(dòng)得更快，它們獲得足夠的能量來(lái)脫離固體并以氣體形式逸出。產(chǎn)生的大量二氧化碳會(huì)產(chǎn)生大量氣泡，這就是干冰在課堂演示中如此受歡迎的原因。

CO2 的安全性

你的身體需要氧氣。當(dāng)干冰升華時(shí)，它會(huì)取代一些氧氣，暫時(shí)形成一個(gè)二氧化碳濃度較高的區(qū)域。因此，它可以充當(dāng)一種簡(jiǎn)單的窒息劑，即一種取代氧氣的化學(xué)物質(zhì)，并可能變得危險(xiǎn)。請(qǐng)勿將干冰放入室內(nèi)泳池中。另請(qǐng)注意，根據(jù)添加的干冰量，室外泳池正上方的空氣最初的二氧化碳濃度將高于周圍空氣，至少在這些高濃度消散之前是這樣。請(qǐng)勿在泳池中添加大量干冰后再去游泳；請(qǐng)勿將大量干冰留在密閉空間內(nèi)。

冷物體的安全

干冰的溫度極低——109 華氏度或更低。因此，如果您試圖用手撿起一塊或一塊干冰，您可能會(huì)嚴(yán)重傷害自己 - 就像您試圖撿起一個(gè)熱物體一樣。如果您將干冰放入泳池中，請(qǐng)勿徒手處理。最好戴著手套和/或鉗子將其放入池中，此時(shí)它會(huì)開始迅速冒泡。大量的干冰會(huì)在水池表面上方產(chǎn)生一種“霧”。請(qǐng)記住，這種“霧”含有高濃度的二氧化碳，所以不要試圖將頭伸進(jìn)其中——你需要氧氣來(lái)呼吸。

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