ما هو الثلج الجاف ولماذا سمي بهذا الاسم

الثلج الجاف هو ذلك الذي يشار إليه أحيانا باسم “الكرات” من قبل الكيميائيين البريطانيين ، و هو الشكل الصلب لثاني أكسيد الكربون ، و يتم استخدامه في المقام الأول كعامل تبريد ، و تشمل مزاياه انخفاض درجة الحرارة عن درجة حرارة الجليد المائي و عدم ترك أي مخلفات ، باستثناء الصقيع العرضي الناتج عن الرطوبة في الغلاف الجوي.

الثلج الجاف

يتصاعد الثلج الجاف عند درجة حرارة تبلغ 194.65 كلفن (−78.5 درجة مئوية ، −109.3 درجة فهرنهايت) عند وجود ضغط جوي على الأرض، ويصعب التعامل مع هذه البرودة الشديدة بدون حماية بسبب خطر الحروق الناجمة عن التجمد (قضمة الصقيع). وعلى الرغم من أن هذه الغازات غير سامة عموما، إلا أنها قد تؤدي إلى ارتفاع غير طبيعي في مستويات ثاني أكسيد الكربون في الدم (فرط ثنائي أكسيد الكربون) بسبب تراكمها في الأماكن المغلقة.

خصائص الثلج الجاف

الجليد الجاف هو الشكل الصلب لثاني أكسيد الكربون (CO2)، وهو جزيء يتألف من ذرة كربون واحدة مرتبطة بذرتين من الأكسجين، والثلج الجاف عديم اللون وغير قابل للاشتعال وله رائحة كريهة. ويمكن أن يقلل الجليد الجاف من الرقم الهيدروجيني للمحلول عندما يذوب في الماء، ويشكل حامض الكربونيك.

عندما يكون الضغط الجوي أقل من 5.13 ودرجات الحرارة تقل عن -56.4 درجة مئوية (-69.5 درجة فهرنهايت) (النقطة الثلاثية)، يتحول ثاني أكسيد الكربون من صلب إلى غاز مباشرةً من خلال عملية تسمى التسامي.

الترسيب هو العملية التي يتحول فيها ثاني أكسيد الكربون من الحالة الغازية إلى الحالة الصلبة (الثلج الجاف) في الضغط الجوي، ويحدث هذا التحول عند درجة حرارة -78.5 درجة مئوية (−109.3 درجة فهرنهايت) أو 194.65 كلفن.

تختلف كثافة الثلج الجاف، ولكنها عادة ما تتراوح بين 1.4 و 1.6 غم/سم3 (87 و 100 رطل/قدم مكعب)، ويعد الثلج الجاف مبردًا فعالًا بسبب درجة الحرارة المنخفضة أو التسامي المباشر للغاز، حيث أنه يبرد بشكل أكبر من جليد الماء ولا يترك أي بقايا لأنه يتغير في الحالة.

الثلج الجاف غير قطبي، وهذه التركيبة توصل الحرارة والكهرباء بصورة منخفضة.

تاريخ التعرف على الثلج الجاف

ظهر الجليد الجاف لأول مرة في عام 1835 عندما قام المخترع الفرنسي أدريان جان بيير ثيلوريه (1790-1844) بتجاربه، حيث لاحظ أنه عند فتح أسطوانة كبيرة تحتوي على ثاني أكسيد الكربون السائل، يتبخر معظم الثاني أكسيد الكربون السائل بسرعة، ويبقى الجليد الجاف الصلب في الحاوية. وفي عام 1924، تقدم توماس ب. سليت بطلب براءة اختراع أمريكية لبيع الجليد الجاف تجاريا.

صناعة الثلج الجاف

– يتم إنتاج الثلج الجاف بسهولة عن طريق إنتاج غازات عالية التركيز من ثاني أكسيد الكربون، ويمكن أن تنتج هذه الغازات كنتيجة ثانوية لعمليات أخرى مثل إنتاج الأمونيا من النيتروجين والغاز الطبيعي، وتكرير النفط أو التخمير بشكل واسع.

– يتم ضخ الغاز الغني بثاني أكسيد الكربون وتبريده حتى يتجمد، ثم يتم تقليل الضغط عند حدوث ذلك، مما يؤدي إلى تبخر بعض ثاني أكسيد الكربون السائل، مما يسبب انخفاضا سريعا في درجة حرارة المتبقي، ونتيجة لذلك، يتم تجميد السوائل بشكل مشابه للثلج، ثم يتم ضغط ثاني أكسيد الكربون الصلب المشابه للثلج إلى حبيبات صغيرة أو كتل أكبر من الثلج.