2021年5月21日 星期五

【國二理化】密閉系統的氣體壓力-乾冰炸彈


嚴正聲明:

本實驗在學校操場空曠處,並且讓學生在遠距離觀察乾冰炸彈爆炸,全程均由教師操作。並無安全之疑慮。

也請不要任意模仿,乾冰炸彈從封口後到爆炸的時間不易掌控,短則數秒,但是爆炸卻是貨真價實。在短距離內可能造成聽力永久受損,以及身體部位被保特瓶破片弄傷。


乾冰是固體的二氧化碳。在正常氣壓一大氣壓下,二氧化碳的凝固點是-78.5℃。無色,無味,不可燃。


而乾冰的密度各不相同,但通常約為 1.4至1.6 g/cm3,因此丟入水中會沈在底部。


因為乾冰在升溫時是由固態直接『昇華』為氣態,直接跳過液態而變成氣體,也因此我們稱做「乾冰」。


但也因為這個性質,將乾冰置入密閉容器是非常危險的!

乾冰在昇華為氣體的過程中,體積可以膨脹500~600倍。

在密閉容器內會造成容器內壓力變大,直到超過容器的負荷,然後爆炸。


而可樂的PE瓶在出廠時,因為要承受可樂內部的二氧化碳氣體,

瓶身的耐壓至少都在10大氣壓,約1MPa、147psi……,

這種爆炸可不是鬧著玩的。



乾冰目前有很多的用途,例如:保冷、清潔不能碰水的電子元件、舞台特效、乾冰汽水等……。





對於乾冰有以下幾個使用建議:

(1)     不要用手碰,乾冰的溫度是-78.5℃,絕對可以凍傷你。

(2)     不要拿來吃,除非你很肯定在碰到或是吞下肚之前就會把他吐出來。但還是不建議。

(3)     不要置入密閉容器中,乾冰在昇華為氣體後,體積會增加為500~600倍,會造成爆炸。


(4)     不要在密閉空間中使用,以免造成二氧化碳中毒。一般大氣中二氧化碳含量超過1%時,人即有輕度中毒反應;當超過3%時,開始出現呼吸困難;超過6%時,就會重度中毒甚至死亡。








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