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还记得餐厅中这种仙气飘飘的冰镇食物吗？

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或者美轮美奂的舞台......

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制造这种场景的材料就是干冰 ， 是二氧化碳的固体状态 。 二氧化碳是一种温室气体 ， 但是如果它能够造冰 ， 是不是颠覆了你的认知！冬奥赛场上最不可或缺的就是各式各样的冰 ， 如何制出符合比赛要求的高质量冰面非常重要 。 在北京赛区 ， 冬奥赛场上的15块冰面中有7块是通过二氧化碳跨临界直冷制冰技术制得的 ， 这使得2022年北京冬奥会成了历史上首次大规模使用二氧化碳制冷剂的奥运会 。

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首都体育馆完成场地制冰 ， 图片来源新京报（北京市重大项目办供图）
历史首次？难道二氧化碳跨临界直冷制冰技术有什么玄机吗？别急 ， 这就一起了解北京冬奥制冰的特别之处 。
为什么选用二氧化碳？
想要解释清楚什么是二氧化碳跨临界直冷制冰 ， 我们得先把这个名词做个拆解：二氧化碳、跨临界、直冷制冰 。
先说二氧化碳 ， 可能多数人对它的认识就是空气中的一种气体 ， 而且还是温室气体 ， 了解多一点的会想到干冰 ， 但二氧化碳的角色可不止这些 。 没错 ， 二氧化碳确实是温室气体 ， 但在制冷领域 ， 它就成了环保的制冷剂 。 这里我们说的制冷指的是人工制冷 ， 就是利用制冷设备 ， 让想要冷却的物体温度降低到小于周围的环境温度 。 拿二氧化碳跨临界直冷制冰来说 ， 就是让水温度降低 ， 直到成为冰的状态 。 在人工制冷过程中 ， 制冷剂的作用非常重要 ， 它会在制冷设备中循环工作 ， 起到热量传递的作用 ， 我们经常听说的氟利昂就是一类十分常见的制冷剂 。 那二氧化碳为什么可以成为制冷剂呢？一般来说 ， 制冷剂通过液态和气态之间的相互转化实现热量的交换 ， 而二氧化碳也可以在这样的物态转变中吸收或释放热量 。 简单来说 ， 常温常压下的二氧化碳是气态 ， 施加一定压力后 ， 可以液化成液体甚至凝华为固体（固体二氧化碳就是我们常说的干冰） ， 压力降低后 ， 液态或固态的二氧化碳又能快速汽化（或升华）为气体 ， 并大量吸热 ， 达到降低环境温度（让水凝结成冰）的目的 。

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国家速滑馆冰场 ， 图片来源
北京日报事实上 ， 把二氧化碳用作制冷剂并不是什么新鲜事 ， 它本来就是制冷剂中的“元老” ， 早在19世纪末就投入了应用 ， 只是因为氯氟烃等制冷剂的出现 ， 二氧化碳才逐渐淡出人们的视线 。 直到最近几年 ， 氯氟烃等制冷剂对环境造成的不良影响逐渐显现 ， 二氧化碳这个更加环保的制冷剂才重获青睐 。 可能有人就要问了 ， 既然是温室气体 ， 二氧化碳作为制冷剂 ， 其环保的特性表现在哪儿呢？首先 ， 二氧化碳本身并不会破坏臭氧层 ， 但不少氯氟烃制冷剂对臭氧层的破坏非常严重（例如氟利昂R12） 。 其次 ， 二氧化碳虽说是温室气体 ， 但其温室效应比氯氟烃等制冷剂可低多了 ， 相比之下确实称得上环保 。 再加上二氧化碳还具有来源广泛、安全无毒等优点 ， 自然就从众多制冷剂中脱颖而出了 。
为什么选择直冷制冰？
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