Условие
5.10.10. «Твердая углекислота, несмотря на свою очень низкую температуру, может быть безопасно положена на кожу . . . но если кусок снегообразной кислоты сжать между пальцами, то происходит сильное обмораживание» (Менделеев Д. И. Основы химии. Л.: Гостехиздат, 1949. Т. 1). Объясните это явление.
Решение
Когда твердая углекислота лежит на коже, её температура намного ниже температуры человеческого тела, но прямой контакт происходит на небольшой площади, и тепло от кожи быстро передаётся углекислоте. Сухой лёд начинает переходить в газообразное состояние (сублимироваться), создавая тонкий слой газа между кожей и самим льдом. Этот слой действует как временная "защита", предотвращая быстрое обмораживание.
Однако если сжать кусочек сухого льда, площадь контакта между кожей и углекислотой значительно увеличивается. При этом тепло от кожи передаётся сухому льду быстрее и на большую площадь, и процесс сублимации происходит интенсивнее. Кожа теряет большое количество тепла за короткий период времени, что приводит к сильному локальному охлаждению, вызывающему обморожение.
Ответ
Когда сухой лёд сжимают, он плотнее прижимается к коже, увеличивая площадь контакта и устраняя изолирующую прослойку газа. Это ускоряет теплообмен, резко охлаждая кожу и вызывая мгновенное обморожение.