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燃烧需要同时满足三个条件:1. 可燃物；2.足够的氧气；3.温度需要达到该可燃物的着火点。而二氧化碳灭火器在灭火的过程中破坏的是di二个条件，即能够让燃烧物缺乏足够的氧气。利用的物理性质是二氧化碳的密度比空气大，不可燃、不助燃。因此覆盖在可燃物上方，将可燃物与周边的空气(氧气)隔开，从而达到灭火的目的。
主要依靠窒息作用和部分冷却作用灭火。二氧化碳具有较高的密度，约为空气的1.5倍。在常压下，液态的二氧化碳会立即汽化，一般1kg 的液态二氧化碳可产生约0.5立方米的气体。因而，灭火时，二氧化碳气体可以排除空气而包围在燃烧物体的表面或分布于较密闭的空间中，降低可燃物周围或防护空间内的氧浓度，产生窒息作用而灭火。另外，二氧化碳从储存容器中喷出时，会由液体迅速汽化成气体，而从周围吸引部分热量，起到冷却的作用。
二氧化碳灭火剂不焚烧、不助燃、易于液化、便于罐装和贮存，所以被用作灭火剂。灭火用的二氧化碳，通常是以液态罐装在耐压的钢瓶内。在20℃时钢瓶内的平衡压力约为60个大气压，液态二氧化碳从钢瓶中放出变成气体时，其体积比本来扩大450倍左右，一起吸收很多的热，温度急剧下降一78.5℃。
一千克液态二氧化碳蒸腾时，需求吸收138千卡热量。由于蒸腾吸热效果，液态二氧化碳变成雪花的固体（又称干冰）能冷却焚烧物质和冲淡焚烧区的含氧量，当二氧化碳在空气中的含量达30一50%时，焚烧即熄灭。
二氧化碳不导电，不含水分，不污仪器设备。因此，它适用于补救电气设备、精密仪器、图书和档案火灾以及规模不大的油类、气体和一些不能用水补救的物质火灾。二氧化碳不能补救金属钾、钠、镁、铝和金属氢化物等物质的火灾，也不宜补救自身能供给氧的物质火灾（如硝酸纤维等）。
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