玫瑰花乾冰

A. 乾冰是怎麼弄來的

這種固體二氧化碳在常溫下融化時，能直接氣化為二氧化碳氣體，所以很快就銷聲匿跡，

而周圍仍舊乾乾的，不像冰融化後會留下水跡，因而又名「乾冰」。論外貌，乾冰和普通

的冰確實很相像，只是乾冰的溫度要比普通冰更低（一78.5°C）。在這樣低的溫度下，

難怪鑽探隊員的手會凍壞。乾冰的用途可多呢！可以用作強致冷劑；用乾冰冷藏魚、肉之類食品時，

運輸途中不會弄得到處濕漉漉的；食物在地窖中用乾冰冷藏，可以存放更長時間，

更奇妙的是，在許多影片和電視劇中那些雲霧燎繞的景象也是乾冰的功勞呢！

因為乾冰在空氣中氣化形成大量二氧化碳氣體，呈現在觀眾面前的就是一片」白茫茫」的景象。

此外，乾冰還是人工造雨的能手呢！

三.二氧化碳與人工降雨

用人為的方法，增加雲中的冰晶或使雲中的冰晶和水滴增大而形成降水。目前人工降雨是一種用飛機把冷卻劑(乾冰或其他化
學葯劑)撒播到雲中，使雲內溫度顯著下降，使細小的水滴冰晶迅速增多加大，迫使它下降形成降水；另一種是在雲中撒播吸濕
性強的凝結核 (如食鹽、氯化鈣等)，使雲滴增大為雨滴降落下來； 還有利用土炮、土箭向雲層轟擊產生強大的沖擊波，使雲滴與雲滴發生碰撞，合並增大成雨滴降落下來。不論用那種方法進行人工降雨， 雲的存在是首要條件，這是內因；向雲中輸送催化劑則是外因，外因必須通過內因才能起作用。所以人載降雨有一定的局限性。
人工方法促成雲層產生雨雪。當由過冷卻水滴組成冷雲時，由於沒有冰晶，很難有降水。如果在雲中製造適量的水晶，就會破壞雲的穩定結構，有可能產生降水。基於這一原理，可以通過飛機或高炮在雲中引入乾冰等致冷劑，利用局部雲體劇烈冷卻而產生冰晶，或者引入碘化銀等人工冰核，由人工冰核產生冰晶。像我國南方夏季出現的大塊積雲，屬暖雲，一般很難降雨為了改變雲滴譜分布的均勻性，以利於重力碰並過程的進行，導致降水，常在雲中播撒吸濕性物質，如食鹽，尿素，硝酸銨等。在我國的一些乾旱地區，人工降雨（雪）的作業開展得較普遍。

固態的二氧化碳即「乾冰」，主要用作致冷劑，用飛機在高空噴撒「乾冰」，可以使空氣中水蒸氣冷凝，形成人工降雨；在實驗室里，「乾冰」與乙醚等易揮發液體混合，可以提供－77℃C左右的低溫浴。「乾冰」還可以做食品速凍保鮮劑。
參考資料：http://..com/question/1940274.html
1．什麼是乾冰

二氧化碳氣體若被加壓、降溫到一定程度，就會形成白色的、像雪一樣的固體．這種固體不經熔化就可直接變成氣體．所以叫」乾冰」．

乾冰具有很好的致冷作用，如製造冰淇淋．「乾冰」還是良好的保鮮劑．魚、肉和其他易腐爛的食物裝船運送幾千里遠，可用「乾冰」保鮮這些食品．雞蛋用「乾冰」冷凍保鮮幾乎是無限期的．把玫瑰花放在二氧化碳氣體中，花蕾可保持三天不開花．

「乾冰」可用於人工降雨．悶熱的夏天遲遲不下雨，就可將裝有「乾冰」的炮彈射到烏雲密布的天空．不一會兒，瓢潑大雨傾盆而下．這足由於「乾冰」氣化吸熱，促使水蒸氣凝結成水滴，造成了人工降雨．

2．升華和凝華

物態的變化並不總是按照固態、液態、氣態或者氣態、液態、固態的順序進行，有的時候，有些物體的物態變化也可以在固態和氣態之間直接進行．在熱學上，物體由固態直接轉化為氣態，叫做升華；物體由氣態直接轉化為固態，叫做凝華．

升華或凝華現象，在我們的日常生活中常常可以看到．在嚴寒的冬天，洗後的衣服掛在室外，由於氣溫在O℃以下．濕衣服上的水很快就結為冰．盡管這些冰不會熔化，但時間長了，衣服還是會乾的，這就是因為冰升華為水氣跑掉了．放置在衣箱里的衛生球或樟腦塊，會逐漸變小，最後完全消失，只剩下一些黑色粉末狀雜質，這也是升華現象．春天和秋冬早晨出現的霜，這是在溫度下降到O℃以下時，由水蒸氣直接凝固而成的，是一種凝華現象．

大多數固體物質的升華現象很不明顯．只有部分固體物質容易升華．在生產中，人們常常用升華的方法來提純一些容易升華的物質．例如，在化工生產中，就是利用升華的方法來提純樟腦、碘、硫等物質．早在兩千多年前，我國古代的一些人就會利用升華和凝華的方法．來提純一些化學葯品．所謂的「煉丹」就是一個例子，具體方法是：

把天然的紅色硫化汞放進煉丹鼎里煅燒，硫被氧化成二氧化硫，分離出金屬汞；汞又和硫黃化合，生成黑色硫化汞．黑色硫化汞受熱後升華，把它的蒸氣收入一個容器中冷卻凝華，就形成了結晶的紅色硫化汞．

結晶的紅色硫化汞可以說是人類最早通過化學方法製成的產品之一，也是我國古代「煉丹」活動中的一項重要成果．雖然煉丹家在煉丹活動中滲進了一些迷信色彩．如把紅色硫化汞叫做還丹，反復加熱和凝華後，又叫做九轉還丹，還說人吃了它會長生不老，這是錯誤的．騙人的，應該摒棄．但是占代的「煉丹」活動，還是為人類積累了不少有用的知識，提供了一些化學葯物．

3．玻璃窗上結的冰，為什麼會有各種各樣的花紋?

數九寒天，早晨起床一看玻璃窗．呀!上面凈是白花花；有的像蘭花，有的像馬尾松，也有的像一朵朵的花．

是誰在一夜之間，在玻璃上描繪了這么美麗的圖畫呢?

除了大自然，還有誰呢?這是嚴寒用冰描繪出來的．

冰嗎，我們誰都看到過，要不是結在水裡一塊一塊的．就是像雪花那樣六角形的，可誰看到還像蘭花，馬尾松……那樣的冰呢?

是的，結在水裡的冰是一塊一塊的，那是因為水分子比較密，大量的水在結冰的時候，冰晶都互相纏結起來了；雪花是六角形，主要是水蒸氣分子比較疏，在凝結時，又沒有受到外界不均衡的壓力，冰晶以它自有的角度構成它的外形．其實，大塊的冰，它的冰晶也是六角形的，因為彼此糾纏著．我們看不出罷了；就像小粒的鹽，我們可以看出它是呈六面形的結晶體，而大塊的鹽，看不出它的本來面目一樣．

玻璃窗上的冰花，原來也是六角形，當最初的冰晶形成之後，就逐漸向四周發展，這時候的情況就復雜起來丁；有的時候風力大，有的時候風力小；而且玻璃有的光滑，有的毛糙，有的玻璃上積有微垢，有的一塵不染．這樣水蒸氣蒙上去的時候．就不均勻了；有的地方水蒸氣積得多些，有的地方少些．也有的地方十分少．當冰晶向四周延伸的時候，遇到水蒸氣積聚多的地方，水就結得厚些．少的地方就薄些，十分少的地方就結不起來，或者是結了，遇到一點點熱或壓力，又融化了．因此形成了各種各樣的花紋．這就跟我們畫畫一樣，顏料用的多些，畫上的顏色就濃些，少些就淡蝗，不著顏料的地方．就只剩畫紙的原來顏色．

4．冬季話雪

我們都知道，雲是由許多小水滴和小冰晶組成的，雨滴和雪花是由這些小水滴和小冰晶增長變大而成的．那麼雪是怎麼形成的呢?

在水雲中，雲滴都是小水滴．它們主要是靠繼續凝結和互相碰撞合並而增大成為雨滴的．

冰雲是由微小的冰品組成的．這些小冰晶在互相碰撞時，冰晶表面會增熱而有些融化，並且會相互沾合而重新凍結起來．這樣重復多次，冰晶便增大了．另外在雲內也有水汽，所以冰晶也能靠凝華繼續增長．但是，冰雲一般都很高，而且也不厚．在那裡水汽多，凝華增長很慢，相互碰撞的機會也不多，所以不能增長到很大而形成降水．即使引起降水，也往往在下降途中被蒸發掉，很少能落到地面．

最有利於雲滴增長的足混合雲．混合雲是由小冰晶和過冷卻水滴共同組成的．當一團空氣對於冰晶來說已經達到飽和的時候，對於水滴來說卻還沒有達到飽和．這時雲中的水汽向冰晶表面上凝華。而過冷卻水滴在蒸發．這時就產生了冰晶從過冷卻水滴上「吸附」水汽的現象．在這種情況下，冰晶增長的很快．另外，過冷卻水是很不穩定的，一碰它，它就要凍結起來．所以，在混合雲里，當過冷卻水滴和冰晶相碰撞的時候，就會凍結附在冰晶表面上，使它迅速增長．當小冰晶增大到能夠克服空氣的阻力和浮力時，便落到地面上，這就是雪花．

在初春和秋末，靠近地面的空氣在O℃以上，但是這層空氣不厚，溫度也不高，會使雪花沒有來得及完全融化就落到了地面，這叫做降「濕雪」或「雨雪並降」．這種現象在氣象學里叫做「雨夾雪」．

同樣，雪的大小也按降水量分類．雪可分為小雪、中雪和大雪三類，24小時降水量小雪2.5以下，中雪2.6～5.O，大雪5.0以上；幾小時降水量小雪1.O以下．中雪1.1～3.O，大雪大於3.O．

那為什麼雪花的基本形態是六角形的柱狀或片狀呢?

這和水汽凝華結晶時的晶體習性有關．水汽凝華結晶成雪花和天然水凍結的冰都屬於六方晶系．我們在博物館里很容易被那純潔透明的水晶所吸引．水晶和冰晶一樣，都是六方晶系，不過水晶是二氧化硅的結晶，冰晶是水的結晶罷了．

六方晶系具有4個結晶軸。其中3個輔軸在一個基面上，互相以60度的角度相交，第4軸(主晶軸)與3個輔軸形成的基面垂直．六方晶系最典型的代表就是幾何學上的一個正六面柱體．當水汽凝華結晶的時候，如果主晶軸在其他3個輔晶軸發育的慢，並且很短，那麼晶體就形成片狀；倘若主晶軸發育很快，延伸很長，那麼晶體就形成柱狀．雪花之所以一般是六角形的，是因為沿主晶軸方向晶體生長的速度要比沿3個輔晶軸方向慢的多的緣故．

對於一片六角形的雪片來說，由於它表面曲率不等(有凸面、平面和凹面)，各面上的飽和水汽壓力也不同，因此產生了相互間的水汽密度梯度，使水汽產生定向轉移．水汽產生轉移的方向是凸面→平面→凹面．也就是從曲率大的表面、移向曲率小的表面．六角形雪片六個稜角上的曲率最大，邊棱部分的平面次之，中央部分曲率最小．這樣就使六角形雪花一直處在定向的水汽遷移過程中．由於稜角上的水汽向邊棱及中央輸送，稜角附近的水汽飽和程度下降．因而產生升華現象．中央部分由於得到源源不斷的水汽而達到飽和，產生凝華作用．這種凝華結晶的過程不斷進行，六角形雪片逐漸演變成為六稜柱狀雪晶．

這是假定外部不輸送水汽的理想狀況．事實上，事物與周圍環境保持著密切的聯系，空氣中總是或多或少存在著水汽的．如果周圍空氣輸入水汽較少，少到不夠雪片的稜角向中央輸送 水汽的數量，那麼雪片向柱狀雪晶的發展過程繼續進行．在溫度很低和水汽很少的極地地區和高緯地區，便因為這種原因經常降落柱狀雪晶．

空氣里水汽飽和程度較高的時候，出現另外一種情況．這時周圍空氣不斷地向雪片輸送水汽．使雪片快速地發生凝華作用．凝華降低了雪片周圍空氣層中的水汽密度，反過來又促進外層水汽向內部輸送．這樣，雪片便很快地生長起來．當水汽快速向雪片輸送的時候，六個頂角首當其沖，水汽密度梯度最大．來不及向雪片內部輸送的水汽．便在頂角上凝華結晶；這時．頂角上會出現一些突出物和枝權．這些枝權增長到一定程度．不會分杈．次級分杈與母枝均保持60度的角度，這樣就形成了一朵六角形星形的雪花．

在高山或極地的晴朗天氣里，還可看到一種冰針，像寶石一樣閃爍著瑰麗的光彩，人們把它叫做鑽石塵．冰針的生長有兩種情況：一種是在嚴寒下(-30℃以下)濕度很小時水汽自發結晶的結果，另一種是在溫度較高(-5℃左右)濕度較大時沿著雪片某一條輔軸所在的頂角特別迅速生長的產物，是雪花的畸形發展．

形形色色的雪花晶體在天空形成的，當它們的直徑達到50微米時，便能克服空氣的浮力而開始做明顯的下降運動，一邊飄逸下降一邊繼續生長變化．這樣一來，便產生了形式紛紜繁多的雪花．我們只要把它們接納在黑呢子或黑天鵝絨上，就能用肉眼初步辨別出它們的形態來．

5．雲霧產生諾貝爾獎

1894年秋天，英國物理學家威爾遜在蘇格蘭一個山上度假．山頂上經常雲霧纏繞．變幻萬千，遊客們都被這迷人的景色所陶醉，威爾遜卻突發奇想，要在實驗室里製造雲霧．

回到實驗室·威爾遜研究歸納了產生雲霧的條件：一個是空氣中的水蒸氣必須處於飽和狀態，否則水蒸氣不會凝結成小水珠；另一個條件是空氣中要有一些「凝結核心」，通常．空氣中的塵埃起凝結核心的作用，這些微小顆粒上面經常聚集了一些電荷，這些電荷會將過飽和水蒸氣凝結成小水珠，無數直徑很小的小水珠懸浮在空氣中，構成了雲霧的霧滴．

作為物理學家的威爾遜，除了弄清楚雲霧的生成條件外，還想能否利用這個發現來研究物理現象呢?威爾遜在一個干凈的瓶子里(即裡面沒有任何凝結核心)形成過飽和蒸氣．這時如果有一個帶電的微觀粒子闖了進去，那麼在其周圍會凝結成一個霧滴、隨著粒子的運動，在其運動軌跡上，就有一連串霧滴組成為一條徑跡，這樣，就把人們閉眼看不見的做觀粒子的運動軌跡，變成了人眼能看見的由一連串霧滴組成的徑跡．威爾遜發明的這個裝置叫「雲室」，他因這項發明而榮獲1927年的諾貝爾物理學獎．
參考資料：http://www.wenhao.name/Article/Class1/Class48/8/200412/1195.html