结论放前面,我会尝试把干冰放在普通冰箱冷冻室,但是有前提:保证冰箱门能自由打开。
这件事里面炸开冰箱的不是干冰,而是“放在密封罐子里的干冰”。
密封容器放干冰
我记得PET可乐瓶属于此范畴)的爆破压力是1.2MPa(约12个大气压),比重型卡车满载后的轮胎压力还高一点。可乐瓶爆炸可以看以下视频:
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重卡爆胎的威力可以看下面视频:
[color=inherit !important]https://b23.tv/Z7we5ltb23.tv/Z7we5lt
https://b23.tv/Z7we5lt
对于一个600毫升的可乐瓶,1.2MPa爆破的时候释放约200焦耳的能量,相当于一个小指头大的鞭炮,看视频能把灰土震下来,冰箱内壁炸破,估计是挺大一个罐子。
那如果干冰不放在密封瓶子里又会怎么样呢?
冰箱内的最高压力
根据GB/T 36608.1-2018《家用电器的人类工效学技术要求与测评 第1部分:电冰箱》 ,推荐的开门力小于53N(牛顿)。将实施的GB/T 8059—2025,要求冰箱开门力在10~70N。
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我自己家里的西门子冰箱冷冻室开门力大约12N。这个开门力主要是冰箱门密封条里面的磁性塑料条吸在铁制冰箱门框上产生的。
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门密封条内轮廓,53厘米×55厘米,冰箱内部压力达到82Pa(帕斯卡),即能顶开冰箱门(注意此时的力作用点在门中央,按24N计算)。
如果内部容积大约80L(升)没有放食品,此时释放的能量约5J(焦耳),能把冰箱门大力弹开但一般不会有损伤。
以国标要求的上限70牛顿计算,冰箱内部压力达到480Pa,可乐瓶爆破的压力,是这个压力的2500倍。
释放能量28J,暴力弹开冰箱门,可能损坏门铰链。但不至于把冰箱内壁炸坏。
如果冷冻室内放了一半体积的食品,则释放的能量也减半。
干冰放在冰箱内的压力
那干冰放在冰箱内又如何呢?假设有一坨干冰,堆成立方体,边长0.1米,则冷冻室内-18℃对其的传热功率大约20W,计算略。
在这个加热功率下,每分钟产生的二氧化碳气体约3.3g(克),体积大约1.5L@-18℃。
那冰箱门的气体泄漏量是多少呢?
观察我家的西门子冰箱,冷冻室内部有抽屉,抽屉外表面到门内表面之间的间隙约1cm,容积2.5L左右。
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假设室温25℃,开门后混入2L体积的室温空气,估算关门后,混入的室温空气瞬间冷却产生的负压360Pa,门上增加的开启力约100N左右,实际上,由于热惯性,没有计算值那么高,符合日常经验。
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关门后大概30秒负压基本消失,从外界补充的空气约300ml标况,门密封条长度约两米,初始压差按300Pa,时间常数估算约10秒。
估算负压下,我家旧西门子冰箱门密封条泄漏量:6ml/(Pa·min)。
干冰升华产生的1.5L/min的二氧化碳排放量,能产生250Pa的压力,理论上足以推开我家的旧西门子冰箱的冷冻室门。但冰箱门的密封条在开门时几乎不可能同时瞬间与门框分离,总有一部分密封条先被推开,然后导致泄压。我认为甚至冰箱门都不会被“弹开”,更有可能是密封条的某部分被推开一条小缝泄气。
干冰放冰箱有用吗
上面计算显示,一坨一立方分米的干冰1.5kg(公斤),放在-18℃的冷冻室内,每分钟升华3.3g,大概10个小时就没了,也就比放在室温下多了差不多一倍时间。
其他安全问题
上面的计算有一个前提是冰箱门能自由打开,如果冰箱门上有安装类似童锁的装置,冰箱内部压力可能会升得很高,崩断童锁产生较大的破坏。
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另外,1.5公斤干冰升华后排放到室内约0.8m³,扩散到80平的不通风住宅内会引起二氧化碳浓度上升到近4000mmp,会令人产生不适。如果二氧化碳困在面积狭小的厨房,可能会有窒息的风险。
小结
无聊算着玩,有时间买一公斤回来试试,实践出真知。
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