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二氧化碳是無色的,在低濃度時,氣體是無味的,在高濃度它有一個尖銳的酸性氣味,在標準溫度和壓力下 ,二氧化碳的密度為圍繞1.98千克/ m 3時,大約1.67倍的空氣。
二氧化碳的低于5.1的壓力沒有液態標準大氣壓 (520千帕), 在1個大氣壓(近平均海平面壓力),該氣體沉積直接在固相在溫度低于-78.5℃(-109.3°F; 194.7 K)和固體升華直接向上述-78.5℃的氣體,在其固體狀態時,二氧化碳通常被稱為干冰,只在液體二氧化碳形式的壓力高于5.1大氣壓; 在三相點的二氧化碳約為518 千帕在-56.6℃,的臨界點是在31.1℃下7.38兆帕,在高壓觀察固態二氧化碳的另一種形式是一種無定形的玻璃狀固體,這種形式的玻璃,稱為卡爾博尼亞 ,由產生的過冷卻加熱二氧化碳在壓力(40-48 GPA在或約40萬個大氣壓) 的鉆石砧 ,這一發現證實,二氧化碳可以以類似于其元素家族的其它成員的玻璃態存在,如理論硅 ( 石英玻璃 )和二氧化鍺,不同于氧化硅和鍺的眼鏡,但是,卡爾博尼亞玻璃是不穩定在正常的壓力,并恢復壓力被釋放時氣體。
在臨界點以上的溫度和壓力,二氧化碳表現為超臨界流體稱為超臨界二氧化碳。
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