教学素材：干冰造雾机

【教学素材】 干冰造雾机 湖北省石首市文峰初级中学 刘涛（正高级教师） 【知识链接】干冰造雾机是一种利用干冰升华吸热使水蒸气冷凝成雾的舞台特效设备，产生的雾气密度大、贴地流动，广泛应用于婚礼、演出及影视拍摄场景。该设备通过消耗干冰而非生产干冰来制造视觉效果，与工业用干冰制造机有所区别。 一、工作原理与内部结构 干冰造雾机的核心机制基于物理变化，而非化学反应，其工作流程主要包含以下环节： （1）物理升华与冷凝：机器内部加热系统将水温维持在40℃～60℃，干冰投入热水后迅速升华（固态直接变为气态），吸收大量热量。 （2）雾气形成：干冰升华产生的低温二氧化碳气泡裹挟热水蒸发的水蒸气，水蒸气遇冷迅速凝结成直径 1～10 微米的微小液滴，形成白雾。 （3）低空流动：由于二氧化碳气体及包裹水滴的雾气密度大于空气，雾气会像瀑布一样贴着紧贴地面流动，营造出云海效果。 二、设备内部构造： 典型结构包括双层容器（内胆放干冰、外层容热水）、加热棒、传动机构及风机。 （1）控制系统：精确控制干冰篮浸入热水的时机与深度，调节雾气浓度。 （2）简易自制：可以自己动手用日常材料做一个，也能直接买现成的便携设备。简易装置可用保温容器盛热水并放置干冰，但需配合风机引导雾气，且缺乏专业控温，效果与安全性不如成品设备。 ①准备材料：找个空矿泉水瓶或烧杯，再准备吸管、热水和干冰颗粒。 ②关键步骤：瓶子里装入热水（40℃～60℃效果最好），把干冰颗粒放进去，雾气会瞬间喷涌出来。 ③引导雾气：用吸管或导管把瓶口的雾气引出来，就能形成持续的雾流。 ④升级方案：用保温水箱装热水，上方放金属网篮盛干冰，这样雾气更持久稳定。 三、选购与使用技巧 根据不同应用场景选择合适的机型，能显著提升使用效果与安全性： （1）功率与场景匹配：3kW以下小功率机型适用于中小型舞台或室内活动，大功率机型出烟快、覆盖广，适合大型演出。 （2）恒温控制功能：优选带恒温控制的设备，水温过低雾气稀薄，过高则雾气发飘失去下沉感，恒温能确保雾气贴地效果。 （3）操作便捷性：便携式机型体积小、重量轻，支持一键启动，适合户外拍摄或频繁移动的场景，使用后清水冲洗即可维护。 四、安全注意事项： 干冰造雾机涉及有低温物质与加热元件，使用时需严格遵守安全规范。 （1）保持通风：干冰升华会产生大量二氧化碳，密闭空间里浓度过高会让人缺氧窒息，一定要在通风透气的场所使用。 （2）不可直接接触皮肤：干冰温度－78.5℃，拿取时要用夹子或戴手套，避免冻伤。 （3）远离儿童：干冰和热水组合有烫伤和窒息风险，小孩操作时要有大人看管。 （4）储存禁忌：严禁将干冰存放于普通冰箱，干冰升华温度（－78.5℃）远低于冰箱最低温（约－20℃），在冰箱内持续升华膨胀易引发爆炸 。 （5）设备维护：机器加热器温度可达300℃以上，空机工作时间不宜超过2～3分钟，需定期检查气路与化油器（针对燃油型）或加热元件，防止损坏或事故。 【同步训练设计】 1．干冰可以制造云雾缭绕的效果，当喷出的干冰周围出现云雾时，不会发生变化的是（ ） A．二氧化碳分子的质量 B．二氧化碳分子间的相互作用力 C．水分子间的间隔 D．水分子的运动速率 2．如图所示，舞台上经常用喷撒干冰（固态二氧化碳）的方法制造白雾以渲染气氛。对“白雾”的形成，以下解释正确的是（ ） A．干冰液化形成白雾 B．干冰汽化形成白雾 C．气态二氧化碳液化形成白雾 D．干冰升华使空气中水蒸气液化形成白雾 3．将刚烧开的水倒入干冰（固态二氧化碳）中，水像重新沸腾一样，水中有大量气泡，同时水面上有大量“雾气”。“雾气”通过鼓风机喷入舞台，即可制造“云雾缭绕”的舞台效果，下列说法正确的是（ ） A．“雾气”是水蒸气 B．气泡内主要是二氧化碳气体 C．气泡内主要是水蒸气 D．“雾气”的形成是汽化现象 4．干冰遇水会产生大量白雾，关于这种白雾及其对人体的影响，下列说法正确的是（ ） A．白雾是二氧化碳气体，大量吸入会导致中毒 B．白雾是空气中的水蒸气液化形成的小水滴，对人体无害，但需避免直接接触干冰以防冻伤 C．白雾是干冰与水反应生成的碳酸，对人体有害 D．白雾是干冰升华产生的气泡，对人体有害 5．食品保鲜常常用到干冰。某课外实践小组的同学们利用保鲜袋中的干冰设计并完成了如图所示的实验探究，有关实验现象或分析正确的是（ ） A．（I）静置，烧杯内气球无明显现象 B．（II）加水后烧杯内只发生物理变化 C．（III）烧杯内形成白雾的原因是干冰升华吸热 D．（IV）紫色石蕊溶液不变色 6．用干冰制造舞台效果。同学们利用干冰样品设计并完成了如图所示的实验探究。下列有关说法正确的是（ ） A．①静置，烧杯内气球上浮，证明二氧化碳的密度大于空气的密度 B．②加水后烧杯内只发生物理变化 C．③烧杯内形成白雾的原因是干冰升华放热 D．④紫色石蕊溶液变蓝 7．固态二氧化碳常被称为干冰。利用干冰设计并进行了如下实验探究CO2的性质。 （1）干冰和二氧化碳都是由 （填微观粒子名称）构成，因此它们的化学性质相同。 （2）步骤（Ⅰ）设计的目的是 。 （3）步骤（Ⅱ）中产生白雾的原因是干冰升华 （填“吸热”或“放热”）。该白雾是 。 （4）步骤（Ⅲ）中使紫色石蕊试液变红的物质是 （填化学式） 8．（2026•福建）项目小组欲创设影视剧中云雾缭绕的场景，以营造班级晚会氛围，决定自制能较长时间、持续产生“浓雾”的简易干冰造雾机，并开展如下活动。 【查阅资料】雾是水蒸气凝结成小液滴并分散于空气形成的；常压下干冰沸点（即升华温度）为－78.5℃，常用于造雾。 【活动探究】 实验1：用镊子夹取适量干冰放入干燥烧杯，仅杯底出现微弱薄雾。 （1）未观察到“浓雾”是因为空气中的 。 实验2：取足量干冰放入盛热水的烧杯中，瞬间产生“浓雾”。 （2）不考虑空气成分，“浓雾”除含H2O、CO2外，还含有的物质是 。 （3）热水冷却到室温后，“浓雾”将 （填“保持不变”或“逐渐变薄”）。 【设计造雾机】（4）在答题卡相应方框中画出简易干冰造雾机的示意图需在相应位置标注干冰等物品；作图可先使用2B铅笔画出，确定后使用0.5毫米黑色字迹签字笔描黑）。 【交流研讨】（5）使用干冰造雾的场所要注意通风透气，理由是 。 （6）消防部门提醒：严禁将干冰存放于普通冰箱（最低贮存温度约为－20℃）。理由是 。 参考答案 1～6．A、D、B、B、C、A 7．（1）二氧化碳分子；（2）为了比较CO2和空气的密度大小关系（证明CO2的密度比空气大）；（2）吸热；小液滴；（3）H2CO3； 8．（1）水蒸气含量较低；（2）碳酸（或“H2CO3”）；（3）逐渐变薄； （4）（合理即可）；（5）避免CO2浓度过高对人体产生危害（合理即可）； （6）干冰沸点远低于冰箱最低贮存温度，易升华，体积膨胀，有安全隐患。 学科网（北京）股份有限公司 $