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Frío

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Un iceberg , que se asocia comúnmente con el frío.
Señal "fría": no oficial (excepto la recomendada por CMAS ); no obstante, muchas escuelas de buceo la utilizan y se propaga a través de sitios web de buceo como una de las señales adicionales más útiles [1] [2] [3]
Piel de gallina , una respuesta fisiológica común al frío, cuyo objetivo es reducir la pérdida de calor corporal en un ambiente frío.
Una fotografía de la superficie de la nieve en la estación Dome C , en la Antártida , una parte de la meseta polar notoriamente fría , es representativa de la mayor parte de la superficie del continente.

El frío es la presencia de bajas temperaturas , especialmente en la atmósfera. [4] En el uso común, el frío es a menudo una percepción subjetiva . Un límite inferior de la temperatura es el cero absoluto , definido como 0,00  K en la escala Kelvin , una escala de temperatura termodinámica absoluta . Esto corresponde a -273.15 ° C en la escala Celsius , -459.67 ° F en la escala Fahrenheit y 0.00 ° R en la escala Rankine .

Dado que la temperatura se relaciona con la energía térmica contenida en un objeto o una muestra de materia, que es la energía cinética del movimiento aleatorio de las partículas constituyentes de la materia, un objeto tendrá menos energía térmica cuando esté más frío y más cuando esté más caliente. . Si fuera posible enfriar un sistema hasta el cero absoluto, cesaría todo movimiento de las partículas en una muestra de materia y estarían en reposo completo en este sentido clásico . El objeto se describiría con energía térmica cero. Sin embargo, microscópicamente en la descripción de la mecánica cuántica , la materia todavía tiene energía de punto cero incluso en el cero absoluto, debido al principio de incertidumbre .

Enfriamiento [ editar ]

El enfriamiento se refiere al proceso de enfriar o bajar la temperatura . Esto se puede lograr eliminando el calor de un sistema o exponiendo el sistema a un entorno con una temperatura más baja.

Los refrigerantes son fluidos que se utilizan para enfriar objetos, prevenir la congelación y prevenir la erosión en las máquinas. [5]

El enfriamiento por aire es el proceso de enfriar un objeto exponiéndolo al aire . Esto solo funcionará si el aire está a una temperatura más baja que el objeto, y el proceso se puede mejorar aumentando el área de la superficie , aumentando la tasa de flujo de refrigerante o disminuyendo la masa del objeto. [6] [se necesita una mejor fuente ]

Otro método común de enfriamiento es exponer un objeto a hielo , hielo seco o nitrógeno líquido . Esto funciona por conducción ; el calor se transfiere del objeto relativamente caliente al refrigerante relativamente frío. [7]

El enfriamiento por láser y el enfriamiento por evaporación magnética son técnicas que se utilizan para alcanzar temperaturas muy bajas. [8] [9]

Historia [ editar ]

Historia temprana [ editar ]

En la antigüedad, el hielo no se adoptó para la conservación de alimentos, sino que se utilizó para enfriar el vino, lo que también habían hecho los romanos. Según Pliny , el emperador Nero inventó el cubo de hielo para enfriar los vinos en lugar de agregarlo al vino para enfriarlo, ya que lo diluiría. [10]

En algún momento alrededor del 1700 aC Zimri-Lim , rey del Reino de Mari en el noroeste de Irak, había creado una "casa de hielo" llamada bit shurpin en un lugar cercano a su ciudad capital a orillas del Éufrates . En el siglo VII a. C., los chinos habían utilizado las cámaras de hielo para conservar verduras y frutas. Durante el gobierno de la dinastía Tang en China (618-907 d. C.), un documento se refiere a la práctica de usar hielo que estaba de moda durante la dinastía Chou del Este (770-256 a. C.) por 94 trabajadores empleados para "Ice-Service" para congelar todo desde el vino hasta los cadáveres. [10]

Shachtman dice que en el siglo IV d.C., el hermano del emperador japonés Nintoku le regaló hielo de una montaña. El emperador estaba tan feliz con el regalo que nombró al primero de junio como el "Día del Hielo" y ceremoniosamente entregó bloques de hielo a sus funcionarios. [10]

Incluso en la antigüedad, dice Shachtman, en Egipto y la India se practicaba el enfriamiento nocturno por evaporación del agua y la radiación de calor, y la capacidad de las sales para reducir la temperatura de congelación del agua. Los antiguos habitantes de Roma y Grecia sabían que el agua hervida se enfriaba más rápido que el agua corriente; la razón de esto es que con la ebullición del agua se eliminan el dióxido de carbono y otros gases que disuaden el enfriamiento; pero este hecho no se conoció hasta el siglo XVII. [10]

Del siglo XVII [ editar ]

Shachtman dice que Cornelis Jacobszoon Drebbel fue designado [ ¿para qué? ] en 1608 por los reyes Jaime I y VI, quienes creían en los magos que realizaban trucos mágicos como producir truenos, relámpagos, leones, pájaros, hojas temblorosas, etc. [ cita requerida ] En 1620 dio una demostración en la Abadía de Westminster ante el rey y sus cortesanos sobre el poder del frío. [11] En un día de verano, dice Shachtman, Drebbel había creado un escalofrío (bajó la temperatura varios grados) en el salón de la Abadía, lo que hizo que el rey se estremeciera y saliera corriendo del salón con su séquito. Este fue un espectáculo increíble, dice Shachtman. Varios años antes, Giambattista della Portahabía demostrado en la Abadía "jardines de fantasía de hielo, intrincadas esculturas de hielo" y también bebidas heladas para banquetes en Florencia . La única referencia a la congelación artificial creada por Drebbel fue de Francis Bacon . Su demostración no se tomó en serio, ya que se consideró como uno de sus trucos de magia, ya que no había una aplicación práctica en ese momento. Drebbel no había revelado sus secretos. [12]

Shachtman dice que Lord Chancellor Bacon, un defensor de la ciencia experimental, había intentado en Navum Organum , publicado a finales de la década de 1620, explicar el experimento de congelación artificial en la Abadía de Westminster, aunque no estuvo presente durante la demostración, como "Nitre (o más bien su espíritu) es muy frío y, por lo tanto, el nitro o la sal cuando se agregan a la nieve o al hielo intensifican el frío de este último, el nitro al agregarlo a su propio frío, pero la sal al proporcionar actividad a la nieve fría ". Esta explicación sobre los aspectos inductores de frío del nitro (ahora conocido como nitrato de potasio ) y la sal fue probada entonces por muchos científicos. [13]

Shachtman dice que fue la falta de conocimiento científico en física y química lo que había frenado el progreso en el uso beneficioso del hielo hasta un cambio drástico en las opiniones religiosas en el siglo XVII. La barrera intelectual fue rota por Francis Bacon y Robert Boyle, quienes lo siguieron en esta búsqueda del conocimiento del frío. [14] Boyle realizó una amplia experimentación durante el siglo XVII en la disciplina del frío, y su investigación sobre la presión y el volumen fue la precursora de la investigación en el campo del frío durante el siglo XIX. Explicó su enfoque como "la identificación de Bacon del calor y el frío como las manos derecha e izquierda de la naturaleza". [15] Boyle también refutó algunas de las teorías planteadas por Aristóteles.en frío experimentando la transmisión del frío de un material a otro. Demostró que el agua no era la única fuente de frío, sino que el oro, la plata y el cristal, que no tenían contenido de agua, también podían cambiar a una condición de frío severo. [dieciséis]

Siglo XIX [ editar ]

En el frío , Léon Bazille Perrault

En los Estados Unidos, desde aproximadamente 1850 hasta finales del siglo XIX, la exportación de hielo fue superada solo por el algodón. La primera caja de hielo fue desarrollada por Thomas Moore, un agricultor de Maryland en 1810 para llevar mantequilla en una tina de madera de forma ovalada. La tina estaba provista de un revestimiento metálico en su interior y rodeada por un empaque de hielo. Se utilizó una piel de conejo como aislante. Moore también desarrolló una caja de hielo para uso doméstico con el contenedor construido sobre un espacio de 6 pies cúbicos (0,17 m 3) que estaba lleno de hielo. En 1825, Nathaniel J. Wyeth inventó la recolección de hielo mediante el uso de un dispositivo de corte de hielo tirado por caballos. Los bloques cortados de hielo de tamaño uniforme eran un método barato de conservación de alimentos ampliamente practicado en los Estados Unidos. También se desarrolló en 1855 un dispositivo de vapor para transportar 600 toneladas de hielo por hora. Siguieron más innovaciones. Se inventaron los dispositivos que utilizan aire comprimido como refrigerante. [17]

Siglo XX [ editar ]

Las neveras se utilizaron ampliamente desde mediados del siglo XIX hasta la década de 1930, cuando se introdujo el refrigerador en el hogar. La mayor parte del hielo consumido por el municipio se recogió en invierno en áreas cubiertas de nieve o lagos congelados, se almacenó en casas de hielo y se entregó a nivel nacional a medida que las neveras se volvían más comunes.

En 1913 se inventaron los refrigeradores para uso doméstico. En 1923 Frigidaire introdujo la primera unidad autónoma. La introducción de Freon en la década de 1920 expandió el mercado de refrigeradores durante la década de 1930. [18] Los congeladores domésticos como compartimentos separados (más grandes de lo necesario solo para cubitos de hielo) se introdujeron en 1940. Los alimentos congelados, anteriormente un artículo de lujo, se convirtieron en algo común.

Efectos fisiológicos [ editar ]

El frío tiene numerosos efectos fisiológicos y patológicos en el cuerpo humano , así como en otros organismos. Los entornos fríos pueden promover ciertos rasgos psicológicos , además de tener efectos directos sobre la capacidad de movimiento. Los escalofríos son una de las primeras respuestas fisiológicas al frío. [19]Incluso a bajas temperaturas, el frío puede alterar enormemente la circulación sanguínea. El agua extracelular se congela y el tejido se destruye. Golpea los dedos de las manos, los pies, la nariz, las orejas y las mejillas con especial frecuencia. Se decoloran, se hinchan, se ampollan y sangran. La congelación local conduce a los llamados sabañones o incluso a la muerte de partes enteras del cuerpo. Las únicas reacciones frías temporales de la piel no tienen consecuencias. Cuando sus vasos sanguíneos se contraen, se pone pálida y fría, entra menos oxígeno en el tejido. El calor estimula la circulación sanguínea nuevamente y esto es doloroso pero inofensivo. La protección completa contra el frío es especialmente importante para los niños y para los deportes. Las temperaturas extremadamente frías pueden provocar congelación , sepsis e hipotermia, que a su vez puede provocar la muerte. [20] [21]

Lugares y objetos fríos notables [ editar ]

Nebulosa Boomerang
Tritón, la luna de Neptuno
  • El Instituto Nacional de Estándares y Tecnología en Boulder, Colorado, utilizando una nueva técnica, logró enfriar un tambor mecánico microscópico a 360 micro kelvins , convirtiéndolo en el objeto más frío registrado. Teóricamente, utilizando esta técnica, un objeto podría enfriarse hasta el cero absoluto. [22]
  • La temperatura más fría conocida jamás alcanzada es un estado de la materia llamado condensado de Bose-Einstein, cuya existencia fue teorizada por primera vez por Satyendra Nath Bose en 1924 y creado por primera vez por Eric Cornell , Carl Wieman y colaboradores de JILA el 5 de junio de 1995. Ellos hicieron esto por enfriamiento de una diluida de vapor que consta de aproximadamente dos mil rubidio-87 átomos de hasta por debajo de 170 nK (uno nK o nanokelvin es una billonésima (10 -9 ) de un kelvin ) utilizando una combinación de láser de enfriamiento (una técnica que ganó su inventores Steven Chu , Claude Cohen-Tannoudji, y William D. Phillips el Premio Nobel de Física de 1997 ) y enfriamiento por evaporación magnética . [23]
  • La Nebulosa Boomerang es el lugar natural más frío conocido en el universo , con una temperatura que se estima en 1  K (-272.15 ° C, -457.87 ° F). [24]
  • Los instrumentos de la nave espacial Planck se mantienen a 0,1 K (-273,05 ° C, -459,49 ° F) mediante refrigeración pasiva y activa. [25]
  • En ausencia de cualquier otra fuente de calor, la temperatura del Universo es de aproximadamente 2,725 kelvins , debido a la radiación de fondo de microondas cósmica , un remanente del Big Bang . [26]
  • La luna de Neptuno, Tritón, tiene una temperatura superficial de 38,15 K (−235 ° C, −391 ° F) [27]
  • Urano con una temperatura del cuerpo negro de 58,2 K (-215,0 ° C, -354,9 ° F). [28]
  • Saturno con una temperatura del cuerpo negro de 81,1 K (-192,0 ° C, -313,7 ° F). [29]
  • Mercurio , a pesar de estar cerca del Sol, es realmente frío durante la noche, con una temperatura de unos 93,15 K (-180 ° C, -290 ° F). Mercurio está frío durante la noche porque no tiene atmósfera para atrapar el calor del Sol. [30]
  • Júpiter con una temperatura del cuerpo negro de 110,0 K (−163,2 ° C, −261,67 ° F). [31]
  • Marte con una temperatura del cuerpo negro de 210,1 K (−63,05 ° C, −81,49 ° F). [32]
  • El continente más frío de la Tierra es la Antártida . [33] El lugar más frío de la Tierra es la Meseta Antártica , [34] un área de la Antártida alrededor del Polo Sur que tiene una altitud de alrededor de 3.000 metros (9.800 pies). La temperatura más baja medida de manera confiable en la Tierra de 183,9 K (-89,2 ° C, -128,6 ° F) se registró allí en la estación Vostok el 21 de julio de 1983. [35] Los polos del frío son los lugares en los hemisferios sur y norte donde el se han registrado las temperaturas más bajas del aire. ( Ver Lista de registros meteorológicos). [ cita requerida ]
  • Los fríos desiertos del Polo Norte , conocidos como la región de la tundra, experimentan una caída anual de nieve de unas pocas pulgadas y las temperaturas registradas son tan bajas como 203.15 K (-70 ° C, -94 ° F). Solo unas pocas plantas pequeñas sobreviven en el suelo generalmente congelado (se descongela solo por un breve período). [36]
  • Los desiertos fríos del Himalaya son una característica de una zona de sombra de lluvia creada por los picos montañosos de la cordillera del Himalaya que se extiende desde Pamir Knot hasta el límite sur de la meseta tibetana ; sin embargo, esta cadena montañosa es también la razón de la lluvia monzónica en el subcontinente indio . Esta zona se encuentra en una elevación de unos 3.000 my cubre Ladakh , Lahaul , Spiti y Pooh . Además, hay valles interiores dentro de los principales Himalayas como Chamoli , algunas áreas de Kinnaur , Pithoragarh y el norte de Sikkim.que también se clasifican como desiertos fríos. [37]

Mitología y cultura [ editar ]

  • Niflheim era un reino de hielo y frío primordial con nueve ríos helados en la mitología nórdica . [38]
  • El "Infierno en el infierno de Dante" se indica como Cocytus, un lago helado donde se depositaron Virgil y Dante. [39]

Ver también [ editar ]

  • Técnico, científico
    • Enfriador
    • Criogenia  - Estudio de la producción y comportamiento de materiales a muy bajas temperaturas
    • Criosfera  : las porciones de la superficie de la Tierra donde el agua está en forma sólida.
    • Punto de congelación  : temperatura a la que un sólido se vuelve líquido
    • Temperatura negativa  : sistemas físicos más calientes que cualquier otro
  • Entretenimiento, mito
    • Helado  : postre helado
    • Indrid Frío
    • Bola de nieve  : objeto esférico hecho de nieve compactada
    • Muñeco de nieve  - Figura esculpida en nieve
    • Deportes de invierno
  • Meteorológico:
    • Inversión atmosférica  : desviación del cambio normal de una propiedad atmosférica con la altitud.
    • Frente frío  : borde de ataque de una masa de aire más fría
    • Lluvia  helada: lluvia mantenida a temperaturas bajo cero
    • Escarcha  - Recubrimiento o depósito de hielo.
    • Granizo  - Forma de precipitación sólida
    • Aguanieve
    • Nieve  - Precipitación en forma de copos de cristales de hielo.
  • Geográfica y climatológica:
    • Glaciar  : cuerpo de hielo persistente que se mueve por su propio peso.
    • Capa de hielo
    • Clima de la capa de hielo
    • Capa de hielo  : gran masa de hielo glacial

Referencias [ editar ]

  1. ^ Portal "Argonaut" Archivado el 4 de noviembre de 2013 en Wayback Machine : Sygnały ręczne ( polaco )
  2. Scuba Diving - Hand Signals Archivado el 14 de abril de 2009 en Wayback Machine.
  3. ^ Señales manuales de buceo (señales adicionales) Archivado el 14 de abril de 2009 en la Wayback Machine.
  4. ^ Hansen, James E. "Análisis de temperatura superficial de GISS (GISTEMP)" . Administración Nacional Aeronáutica y del Espacio . Instituto Goddard de Estudios Espaciales . Archivado desde el original el 21 de febrero de 2016 . Consultado el 22 de febrero de 2016 .
  5. ^ "Introducción a la tecnología de refrigerantes" . coolantexperts.com . Archivado desde el original el 23 de febrero de 2016 . Consultado el 15 de febrero de 2016 .
  6. ^ "Refrigeración por aire" . techopedia.com . Archivado desde el original el 2 de marzo de 2016 . Consultado el 16 de febrero de 2016 .
  7. ^ "Cuando agrega energía a un objeto y el objeto se calienta, ¿qué está sucediendo exactamente dentro del objeto?" . atmo.arizona.edu . Archivado desde el original el 16 de septiembre de 2015 . Consultado el 16 de febrero de 2016 .
  8. ^ "Refrigeración por láser" . hyperphysics.phy-astr.gsu.edu . Archivado desde el original el 31 de enero de 2016 . Consultado el 15 de febrero de 2016 .
  9. ^ "La idea básica del enfriamiento evaporativo es simple" . cold-atoms.physics.lsa.umich.edu . Archivado desde el original el 9 de diciembre de 2015 . Consultado el 15 de febrero de 2016 .
  10. a b c d Shachtman , 2000 , p. 17.
  11. ^ Shachtman 2000 , p. 4.
  12. ^ Shachtman 2000 , págs. 8-9.
  13. ^ Shachtman 2000 , págs. 12-13.
  14. ^ Shachtman 2000 , págs. 18-25.
  15. ^ Shachtman 2000 , págs. 25-26.
  16. ^ Shachtman 2000 , p. 28.
  17. ^ Flynn 2004 , p. 23.
  18. ^ "La historia del refrigerador" . aham.org . Asociación de Fabricantes de Electrodomésticos. Archivado desde el original el 5 de marzo de 2016 . Consultado el 16 de febrero de 2016 .
  19. ^ Personal de la Clínica Mayo. "Hipotermia: síntomas" . Mayo Clinic. Archivado desde el original el 4 de febrero de 2016 . Consultado el 15 de febrero de 2016 .
  20. ^ Ellen Goldbaum (2 de febrero de 2016). "Conmocionados por las amputaciones por congelación, los estudiantes de medicina actúan" . Reportera de la UB . Archivado desde el original el 4 de marzo de 2016 . Consultado el 15 de febrero de 2016 .
  21. ^ Así funciona la protección contra el frío en invierno (alemán) - Alpin 01/2007
  22. ^ Clark, Jeremy B .; Lecocq, Florent; Simmonds, Raymond W .; Aumentado, José; Teufel, John D. (11 de enero de 2017). "Enfriamiento de banda lateral más allá del límite de retroacción cuántica con luz exprimida". Naturaleza . 541 (7636): 191-195. arXiv : 1606.08795 . Código Bib : 2017Natur.541..191C . doi : 10.1038 / nature20604 . PMID 28079081 . S2CID 4443249 .  
  23. ^ "El Premio Nobel de Física 1997" . Archivado desde el original el 24 de septiembre de 2015.
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  29. ^ "Hoja de datos de Saturno" . Archivado desde el original el 18 de agosto de 2011 . Consultado el 2 de agosto de 2012 .
  30. ^ "Mercurio: en profundidad" . NASA . Archivado desde el original el 2 de febrero de 2016 . Consultado el 15 de febrero de 2016 .
  31. ^ "Hoja de datos de Júpiter" . Archivado desde el original el 13 de abril de 2011 . Consultado el 2 de agosto de 2012 .
  32. ^ "Hoja de datos de Marte" . Archivado desde el original el 23 de noviembre de 2013.
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Bibliografía

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  • Fowlie, Wallace (15 de mayo de 1981). Una lectura del infierno de Dante . Prensa de la Universidad de Chicago. ISBN 978-0-226-25888-1.
  • Lawrence, Ellen (1 de enero de 2012). ¿Qué es el clima? . Editorial Bearport. ISBN 978-1-61772-401-5.
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  • Shachtman, Tom (12 de diciembre de 2000). Cero absoluto y la conquista del frío . Houghton Mifflin Harcourt. ISBN 978-0-547-52595-2.
  • Toole, SJ (23 de junio de 2015). Origen Myth of Me: Reflejos de nuestros orígenes Creación de Lulu . Lulu.com. ISBN 978-1-329-22607-4.[ fuente autoeditada ]

Enlaces externos [ editar ]

  • Manual del soldado para operaciones individuales y supervivencia en áreas de clima frío . Smashbooks. 1974.
  • Wagner, Tom (28 de marzo de 2008). "Consejos para sobrevivir en la Antártida" . The New York Times . ISSN  0362-4331 . Consultado el 15 de febrero de 2016 .