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二氧化碳灭火器的灭火原理在加压时将液态的二氧化碳压缩进小钢瓶中【充装】，灭火时将其喷出，有降温和隔绝空气的作用，阻断火势的蔓延和扑灭火情；其主要作用是窒息【隔绝空气】和冷冻降温；

二氧化碳具有较高的密度、约为空气的1.5倍。在常压下，喷出的液体的二氧化碳会立即汽化；一般1KG的液态二氧化碳可产生约0.5m³的气体，因而灭火时，二氧化碳气体可以挤压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，降低可燃物体周围或防护空间内的氧气浓度，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为气体，其气体的温度非常低，起到冷却降温的作用。二氧化碳灭火剂是一种液化低温气体，具有降低空气中的含氧量及降低燃烧物体表面的温度，使之燃烧中断的灭火介质，具有灭火不留痕迹的特点。