Vì sao đá khô có thể thăng hoa mà không hóa lỏng ở áp suất thường?
Khám phá mở rộng · Lớp 8–12 · Liên hệ hiện tượng với kiến thức đã học
Đá khô thăng hoa ở áp suất thường vì trên giản đồ pha của CO₂, điều kiện đó không cho pha lỏng bền ở trạng thái cân bằng. Khi nhận nhiệt trong môi trường hở, chất rắn chuyển trực tiếp thành khí.
Nhiệt độ không phải điều kiện duy nhất
Giản đồ pha cho biết trạng thái của một chất theo cả nhiệt độ và áp suất. Điểm ba là nơi ba pha có thể cùng tồn tại cân bằng. Với CO₂, áp suất điểm ba khoảng 5,185 bar, cao hơn áp suất khí quyển khoảng 1,013 bar.
Vì vậy, nếu giữ áp suất gần khí quyển rồi làm ấm CO₂ rắn, đường đi không cắt qua miền lỏng. Nhiệt độ thăng hoa thường được nhắc tới ở 1 atm là khoảng −78,5°C; đây không phải nhiệt độ điểm ba.
Đá khô vẫn là cùng một hợp chất
Có thể biểu diễn CO₂(s) → CO₂(g). Các phân tử chuyển cách tổ chức và khoảng cách, không phân hủy thành carbon và oxygen. Thăng hoa hấp thụ năng lượng, góp phần tạo tác dụng làm lạnh trong vận chuyển chuyên dụng.
Ví dụ, khác với đá nước để lại vũng lỏng khi tan trong phòng, một miếng đá khô trong điều kiện hở phù hợp có thể nhỏ dần mà không để lại vũng CO₂ lỏng.
Hiểu lầm và an toàn
CO₂ vẫn có thể tồn tại ở dạng lỏng nếu nhiệt độ và áp suất phù hợp; không được kết luận “CO₂ không bao giờ hóa lỏng”. Tăng áp cũng không tự bảo đảm có pha lỏng ở mọi nhiệt độ.
Không nhốt đá khô trong chai để thử tạo chất lỏng: áp suất có thể tăng nguy hiểm. Tránh tiếp xúc da và cần thông gió phù hợp.
Ghi nhớ: Chuỗi rắn → lỏng → khí không phải đường đi bắt buộc cho mọi chất ở mọi áp suất.