Como funciona o gelo-seco?

Gelo-seco - segurança
Se alguma vez você tiver a oportunidade de manusear gelo-seco, certifique-se de usar luvas grossas. A temperatura extremamente fria da superfície pode facilmente causar danos a sua pele caso haja contato direto. Pela mesma razão, nunca se deve experimentar ou engolir gelo-seco.

Outra importante precaução com o gelo-seco é a ventilação. O dióxido de carbono é mais pesado que o ar e pode se concentrar em áreas baixas ou espaços fechados (como um carro ou uma sala onde o gelo seco está sublimando). O ar normal é composto por 78% de nitrogênio, 21% de oxigênio, e apenas 0,035% de dióxido de carbono. Se a concentração de dióxido de carbono no ar for superior a 5%, ele pode se tornar tóxico. Certifique-se de ventilar qualquer área onde haja gelo-seco e não o transporte em um veículo fechado.

O gelo-seco é dióxido de carbono congelado. A temperatura na superfície de um bloco de gelo-seco é de -78,5º C. O gelo-seco também tem uma característica interessante - a sublimação. À medida que o gelo-seco é aquecido, ele se transforma diretamente em dióxido de carbono gasoso - e não em líquido. A temperatura extremamente gelada e a característica da sublimação fazem do gelo-seco uma excelente opção para refrigeração. Por exemplo, se você quiser atravessar de um Estado a outro do Brasil com um produto congelado, você pode revesti-lo com gelo-seco. O produto estará congelado quando chegar ao destino - e nada estará molhado, diferentemente do que aconteceria se fosse usado gelo normal.

Muitas pessoas já estão familiarizadas com o nitrogênio líquido, que ferve a -196º C. O nitrogênio líquido é bastante desordenado e difícil de ser manuseado. Então, por que o nitrogênio é líquido, e o dióxido de carbono é sólido? Essa diferença é causada pelas características dos estados físicos (sólido, líquido e gasoso) do nitrogênio e do dióxido de carbono.

Todos nós estamos familiarizados com o comportamento dos estados físicos da água. Sabemos que ao nível do mar, a água congela a 0º C e ferve a 100º C. Contudo, a água se comporta de forma diferente se você alterar a pressão. À medida que a pressão é reduzida, o ponto de ebulição cai. Se você baixar a pressão o suficiente, a água irá ferver em temperatura ambiente. Se em um gráfico você desenhar o comportamento dos estados físicos (sólido, líquido e gasoso) de uma substância como a água em um gráfico mostrando tanto a temperatura quanto a pressão, você irá criar o que se conhece como diagrama de fase da substância. Ele mostra as temperaturas e pressões nas quais a substância muda de estado entre sólido, líquido e gasoso.

A pressões normais, o dióxido de carbono muda diretamente de gás para sólido. É apenas a pressões muito mais elevadas que se encontra dióxido de carbono líquido. Por exemplo, tanques de alta pressão ou extintores de incêndio com esse composto contêm dióxido de carbono líquido.

Para produzir gelo-seco é preciso começar com um recipiente de alta pressão cheio de dióxido de carbono líquido. Quando se libera o dióxido de carbono líquido do tanque, a expansão do líquido e a alta velocidade de evaporação do dióxido de carbono gasoso esfriam o restante do líquido ao ponto de congelamento, no qual ele se transforma diretamente em sólido. Se alguma vez você já viu um extintor de incêndio de dióxido de carbono em ação, viu uma espécie de "neve" de dióxido de carbono se formar no bocal. Essa "neve" é comprimida a fim de gerar o bloco de gelo-seco.

Esses links o ajudarão a aprender mais (em inglês):