Frío

Estado de baja temperatura

Un iceberg , que comúnmente se asocia con el frío.

Señal "fría": no oficial (excepto 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]

La 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 nieve en la estación Dome C , Antártida . Forma parte de la meseta polar notoriamente fría y es representativa de la mayor parte de la superficie del continente.

El frío es la presencia de baja temperatura , especialmente en la atmósfera. En el uso común, el frío suele ser 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 que posee 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 al cero absoluto, todo movimiento de las partículas en una muestra de materia cesaría y estarían en completo reposo en el sentido clásico . Se podría decir que el objeto tiene energía térmica nula. 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

El enfriamiento se refiere al proceso de enfriarse o bajar la temperatura . Esto podría lograrse eliminando el calor de un sistema o exponiendo el sistema a un ambiente con una temperatura más baja.

Los refrigerantes son fluidos que se utilizan para enfriar objetos, evitar la congelación y prevenir la erosión en las máquinas. ^[2]

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 superficie , aumentando el caudal de refrigerante o disminuyendo la masa del objeto. ^{[3] [ se necesita una mejor fuente ]}

Otro método común de enfriamiento es exponer un objeto a hielo , hielo seco o nitrógeno líquido . Este funciona por conducción ; el calor se transfiere del objeto relativamente caliente al refrigerante relativamente frío. ^[4]

El enfriamiento por láser y el enfriamiento por evaporación magnético son técnicas utilizadas para alcanzar temperaturas muy bajas. ^{[5] [6]}

Historia

Historia temprana

En la antigüedad, el hielo no se adoptaba para conservar los alimentos , sino que se utilizaba para enfriar el vino, algo que también hacían los romanos. Según Plinio , el emperador Nerón inventó la cubitera para enfriar los vinos en lugar de añadirla al vino para enfriarlo, ya que lo diluiría. ^[7]

En algún momento alrededor del 1700 a. C. 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 utilizaban frigoríficos 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 estuvo de moda durante la dinastía Chou del Este (770-256 a.C.) por 94 trabajadores empleados por el "Ice-Service" para congelar todo. Del vino a los cadáveres. ^[7]

Shachtman cuenta que en el siglo IV d.C., el hermano del emperador japonés Nintoku le regaló hielo de una montaña. El Emperador quedó tan contento con el regalo que nombró el primero de junio como el "Día del Hielo" y ceremoniosamente entregó bloques de hielo a sus funcionarios. ^[7]

Ya en la antigüedad, dice Shachtman, en Egipto y la India se practicaba el enfriamiento nocturno mediante la evaporación del agua y la radiación de calor, y la capacidad de las sales para reducir la temperatura de congelación del agua. Los antiguos pueblos de Roma y Grecia sabían que el agua hervida se enfriaba más rápido que el agua corriente; la razón de esto es que al hervir el agua se eliminan el dióxido de carbono y otros gases que impiden el enfriamiento; pero este hecho no se conoció hasta el siglo XVII. ^[7]

Del siglo XVII

Shachtman dice que el rey Jaime VI y yo apoyamos el trabajo de Cornelis Drebbel como mago para realizar trucos como producir truenos, relámpagos, leones, pájaros, hojas temblorosas, etc. En 1620 hizo una demostración en la Abadía de Westminster ante el rey y sus cortesanos sobre el poder del frío. ^[8] 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 temblara y saliera corriendo del salón con su séquito. Fue un espectáculo increíble, dice Shachtman. Varios años antes, Giambattista della Porta había 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 la de Francis Bacon . Su demostración no fue tomada en serio ya que se consideraba uno de sus trucos de magia, ya que no tenía aplicación práctica entonces. Drebbel no había revelado sus secretos. ^[9]

Shachtman dice que el Lord Canciller Bacon, un defensor de la ciencia experimental, había intentado en Novum 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 " nitro (o más bien su espíritu) es muy frío, y por lo tanto el nitro o la sal cuando se agrega a la nieve o al hielo intensifica el frío de este último, el salitre al agregarse a su propio frío, pero la sal al proporcionar actividad a la nieve fría. Esta explicación sobre los aspectos del nitro y la sal que inducen el frío fue probada entonces por muchos científicos. ^[10]

Shachtman dice que fue la falta de conocimiento científico en física y química lo que frenó 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. ^[11] Boyle realizó una extensa 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". ^[12] Boyle también refutó algunas de las teorías propuestas por Aristóteles sobre el frío experimentando con la transmisión de 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 condiciones de frío severo. ^[13]

Siglo 19

Al aire libre , Léon Bazille Perrault

En los Estados Unidos, desde aproximadamente 1850 hasta finales del siglo XIX, la exportación de hielo ocupó el segundo lugar después del algodón. La primera hielera fue desarrollada por Thomas Moore, un granjero de Maryland en 1810 para transportar mantequilla en una tina de madera de forma ovalada. La tina estaba provista de un revestimiento metálico en su interior y rodeada por una capa de hielo. Se utilizó piel de conejo como aislamiento. Moore también desarrolló una hielera para uso doméstico con el contenedor construido en un espacio de 6 pies cúbicos (0,17 m ³ ) que se llenaba con hielo. En 1825, Nathaniel J. Wyeth inventó la recolección de hielo mediante el uso de un dispositivo cortador de hielo tirado por caballos. El corte de bloques de hielo de tamaño uniforme era un método barato de conservación de alimentos ampliamente practicado en Estados Unidos. También se desarrolló en 1855 un dispositivo impulsado por vapor para transportar 600 toneladas de hielo por hora. Siguieron más innovaciones. Se inventaron dispositivos que utilizaban aire comprimido como refrigerante. ^[14]

siglo 20

Las neveras eran de uso generalizado desde mediados del siglo XIX hasta la década de 1930, cuando se introdujo el frigorífico en el hogar. La mayor parte del hielo consumido por el municipio se recogía en invierno de zonas cubiertas de nieve o lagos congelados, se almacenaba en casas de hielo y se entregaba a nivel nacional a medida que las neveras se hacían más comunes.

En 1913 se inventaron los frigoríficos para uso doméstico. En 1923, Frigidaire introdujo la primera unidad autónoma. La introducción del freón en la década de 1920 amplió el mercado de refrigeradores durante la década de 1930. ^[15] Los congeladores domésticos como compartimentos separados (más grandes de lo necesario solo para los cubitos de hielo) se introdujeron en 1940. Los alimentos congelados, que antes eran un artículo de lujo, se convirtieron en algo común.

Efectos fisiológicos

El frío tiene numerosos efectos fisiológicos y patológicos en el cuerpo humano , así como en otros organismos. Los ambientes fríos pueden promover ciertos rasgos psicológicos , además de tener efectos directos sobre la capacidad de movimiento. Temblar es una de las primeras respuestas fisiológicas al frío. ^[16] Incluso a bajas temperaturas, el frío puede alterar enormemente la circulación sanguínea. El agua extracelular se congela y el tejido se destruye. Afecta con especial frecuencia a los dedos de las manos y de los pies, la nariz, las orejas y las mejillas. Se decoloran, se hinchan, se ampollan y sangran. La congelación local provoca los llamados sabañones o incluso la muerte de partes enteras del cuerpo. Sólo las reacciones temporales de la piel al frío no tienen consecuencias. A medida que los vasos sanguíneos se contraen, se vuelven fríos y pálidos, y llega menos oxígeno al tejido. El calor vuelve a estimular la circulación sanguínea y es doloroso pero inofensivo. Una protección completa contra el frío es especialmente importante para los niños y para los deportistas. Las temperaturas extremadamente frías pueden provocar congelación , sepsis e hipotermia , que a su vez pueden provocar la muerte. ^{[17] [18]}

Mitos comunes

Una afirmación común, pero falsa, afirma que el propio clima frío puede provocar el resfriado común del mismo nombre . ^[19] No se ha encontrado evidencia científica de esto, aunque la enfermedad, junto con la influenza y otras, aumenta su prevalencia con el clima más frío.

Lugares y objetos fríos notables

Nebulosa Bumerang

La luna de Neptuno, Tritón.

• El Instituto Nacional de Estándares y Tecnología en Boulder, Colorado, utilizando una nueva técnica, logró enfriar un tambor mecánico microscópico a 360 microkelvins , convirtiéndolo en el objeto más frío jamás registrado. En teoría, utilizando esta técnica, un objeto podría enfriarse hasta el cero absoluto. ^[20]
• 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 creada por primera vez por Eric Cornell , Carl Wieman y sus compañeros de trabajo en JILA el 5 de junio de 1995. Lo hicieron enfriando un vapor diluido que consta de aproximadamente dos mil átomos de rubidio-87 por debajo de 170 nK (un nK o nanokelvin es una milmillonésima (10 ⁻⁹ ) de un kelvin ) utilizando una combinación de enfriamiento por láser (una técnica que ganó su inventores Steven Chu , Claude Cohen-Tannoudji y William D. Phillips , Premio Nobel de Física en 1997 ) y el enfriamiento por evaporación magnético . ^[21]
• 90377 Sedna es uno de los objetos más fríos conocidos dentro del Sistema Solar . Sedna, que orbita a una distancia promedio de 84 mil millones de millas, tiene una temperatura superficial promedio de -400 °F (-240 °C). ^[22]
• El cráter lunar Hermite fue descrito después de un estudio realizado en 2009 por el Lunar Reconnaissance Orbiter de la NASA como el "lugar más frío conocido en el Sistema Solar", con temperaturas de 26 kelvin (-413 °F, -247 °C). ^[23]
• La Nebulosa Boomerang es el lugar natural más frío conocido del universo , con una temperatura estimada en 1  K (-272,15 °C, -457,87 °F). ^[24]
• El planeta enano Haumea es uno de los objetos más fríos conocidos de nuestro sistema solar. Con una temperatura de -401 grados Fahrenheit o -241 grados Celsius ^[25]
• Los instrumentos de la nave espacial Planck se mantienen a 0,1 K (-273,05 °C, -459,49 °F) mediante refrigeración pasiva y activa. ^[26]
• En ausencia de cualquier otra fuente de calor, la temperatura del Universo es de aproximadamente 2,725 kelvin , debido a la radiación cósmica de fondo de microondas , un remanente del Big Bang . ^[27]
• Tritón , la luna de Neptuno, tiene una temperatura superficial de 38,15 K (-235 °C, -391 °F) ^[28]
• Urano con una temperatura de cuerpo negro de 58,2 K (-215,0 °C, -354,9 °F). ^[29]
• Saturno con una temperatura de cuerpo negro de 81,1 K (-192,0 °C, -313,7 °F). ^[30]
• Mercurio , a pesar de estar cerca del Sol, en realidad es frío durante la noche, con una temperatura de aproximadamente 93,15 K (-180 °C, -290 °F). Mercurio es frío durante la noche porque no tiene atmósfera para atrapar el calor del Sol. ^[31]
• Júpiter con una temperatura de cuerpo negro de 110,0 K (−163,2 °C, −261,67 °F). ^[32]
• Marte con una temperatura de cuerpo negro de 210,1 K (-63,05 °C, -81,49 °F). ^[33]
• El continente más frío de la Tierra es la Antártida . ^[34] El lugar más frío de la Tierra es la Meseta Antártica , ^[35] 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. ^[36] Los polos de frío son los lugares de los hemisferios sur y norte donde Se han registrado temperaturas del aire más bajas. ( Ver Lista de registros meteorológicos ). ^[37]
• Los fríos desiertos del Polo Norte , conocidos como la región de la tundra, experimentan una nevada anual de unos pocos centímetros y las temperaturas registradas son tan bajas como 203,15 K (-70 °C, -94 °F). Sólo unas pocas plantas pequeñas sobreviven en el suelo generalmente helado (se descongela sólo durante un breve período). ^[38]
• Los desiertos fríos del Himalaya son una característica de una zona de sombra de lluvia creada por los picos de las montañas de la cordillera del Himalaya que se extiende desde Pamir Knot y se extiende hasta el borde sur de la meseta tibetana ; sin embargo, esta cadena montañosa es también la razón de la lluvia monzónica en el subcontinente indio . Esta zona está situada a una altura de unos 3.000 m y cubre Ladakh , Lahaul , Spiti y Pooh . Además, existen valles interiores dentro de los principales Himalayas como Chamoli , algunas zonas de Kinnaur , Pithoragarh y el norte de Sikkim que también están catalogados como desiertos fríos. ^[39]

• 
  Antártida
• 
  Desierto frío del Himalaya en Ladakh
• 
  Árbol con escarcha
• 
  Río San Lorenzo congelado
• 
  Hielo marino de invierno
• 
  Escalada en hielo

Mitología y cultura

• Niflheim era un reino de hielo y frío primordial con nueve ríos helados en la mitología nórdica . ^[40]
• El "Infierno en el infierno de Dante" se presenta como Cocytus, un lago helado donde fueron depositados Virgilio y Dante. ^[41]

Ver también

• Técnico, científico
  • Enfriador  : máquina que elimina el calor de un refrigerante líquido mediante compresión de vapor.
  • Criogénica  – Estudio de la producción y comportamiento de materiales a muy bajas temperaturas.
  • Criosfera  : aquellas 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
  • Frialdad  – Medida de la frialdad de un sistema.
  • Átomo ultrafrío  : átomos mantenidos a temperaturas cercanas al cero absoluto.
• Entretenimiento, mito
  • Helado  – Postre helado
  • Indrid Frío
  • Bola de nieve  : objeto esférico hecho de nieve compactada.
  • Muñeco de nieve  – Figura esculpida en nieve.
  • Deporte de invierno  : deportes o actividades recreativas que se practican sobre nieve o hielo Páginas que muestran descripciones breves de los objetivos de redireccionamiento.
• 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  : capa o depósito de hielo.
  • Granizo  – Forma de precipitación sólida
  • Aguanieve  : forma de precipitación que consiste en lluvia y nieve derretida.
  • Nieve  : precipitaciones en forma de copos de cristales de hielo.
• Geográfico y climatológico:
  • Glaciar  : Cuerpo de hielo persistente que se mueve por su propio peso.
  • Capa de hielo  : masa de hielo que cubre menos de 50.000 km² de superficie terrestre.
  • Clima de la capa de hielo  : clima polar donde ninguna temperatura media mensual supera los 0 °C (32 °F)
  • Capa de hielo  : gran masa de hielo glacial.

Referencias

1. Buceo: señales manuales Archivado el 14 de abril de 2009 en la Wayback Machine.
2. "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 .
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4. "Cuando agregas energía a un objeto y el objeto se calienta, ¿qué sucede exactamente dentro del objeto?". atmo.arizona.edu . Archivado desde el original el 16 de septiembre de 2015 . Consultado el 16 de febrero de 2016 .
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9. Shachtman 2000, págs. 8–9.
10. Shachtman 2000, págs. 12-13.
11. Shachtman 2000, págs. 18-25.
12. Shachtman 2000, págs. 25-26.
13. Shachtman 2000, pag. 28.
14. Flynn 2004, pag. 23.
15. "La historia del frigorífico". aham.org . Asociación de Fabricantes de Electrodomésticos. Archivado desde el original el 5 de marzo de 2016 . Consultado el 16 de febrero de 2016 .
16. Personal de la Clínica Mayo. "Hipotermia: síntomas". Clínica Mayo. Archivado desde el original el 4 de febrero de 2016 . Consultado el 15 de febrero de 2016 .
17. Ellen Goldbaum (2 de febrero de 2016). "Conmocionados por las amputaciones por congelación, los estudiantes de medicina toman medidas". Reportero de la UB . Archivado desde el original el 4 de marzo de 2016 . Consultado el 15 de febrero de 2016 .
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Bibliografía

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enlaces externos

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