מה קורה כשמכניסים קרח יבש למים?

הצבת קרח יבש במים, כמו אגרוף פירות, כדי לדמות קדירה רותחת של מכשפת מכשפות היא טריק מסיבות ליל כל הקדושים. מורים למדעים משתמשים בדרך כלל באפקט זה כדי להדגים את עקרונות הסובלימציה והתעבות.

"קרח יבש" הוא למעשה פחמן דו חמצני מוצק (CO?). פחמן דו חמצני הוא בדרך כלל גז בטמפרטורת החדר ולחץ. אולם כאשר מכניסים אותו ללחץ גבוה בטמפרטורה נמוכה, הוא מתמצק למקובל נקרא "קרח יבש." כאשר הקרח היבש מובא ללחץ אטמוספרי, הוא נשאר מוצק וקר מאוד (-109 ° F).

קרח יבש נקרא "יבש" מכיוון שהוא לעולם אינו נכנס למצב נוזלי שכן הוא נמס, בניגוד לקרח, הנמס למים נוזליים. קרח יבש הופך ישירות לפחמן דו חמצני גזי. מדענים מתייחסים לתהליך זה כאל "סובלימציה".

המים אינם ממלאים תפקיד קריטי בתהליך זה, למעט מכילים כמות ניכרת של חום המועברת לקרח היבש בכדי להבהיג אותו. נוזלים רבים אחרים יכולים לשמש במקום מים, אך מים טובים במיוחד בשימור החום (במונחים מדעיים, למים יכולת חום ספציפית גבוהה).

כאשר נוזל כמו מים הופך לאדים, התהליך נקרא אידוי. התהליך ההפוך נקרא עיבוי. בטמפרטורות נמוכות, מים יתעבו מהאוויר לטיפות מים קטנות מאוד.

עננים הם למעשה טיפות מים קטנות מאוד (או אולי אפילו גבישי קרח) שהתעבו בטמפרטורות הנמוכות של האטמוספירה העליונה. אפקט "המכשפות מבשלות" המיוצר על ידי קרח יבש במים מייצג את אותה תופעה בקנה מידה קטן יותר. כאשר הפחמן הדו-חמצני נשגב, הפחמן הדו-חמצני בשלב הגז עדיין קר למדי. מים באוויר מתעבים בגז הפחמן הדו חמצני הקר כשהם עולים מעל המים.

הזנבות הארוכים של שביטים הם תוצאה של פחמן דו חמצני וכדורים אחרים שעוברים סובליזם כאשר השביט עובר קרוב לשמש.