Холодно - Cold
Холод - это наличие низкой температуры , особенно в атмосфере. Обычно холод - это субъективное восприятие . Нижняя граница температуры равна абсолютному нулю , определяемому как 0,00 K по шкале Кельвина , абсолютной термодинамической шкале температуры . Это соответствует -273,15 ° C по шкале Цельсия , -459,67 ° F по шкале Фаренгейта и 0,00 ° R по шкале Ренкина .
Поскольку температура относится к тепловой энергии, удерживаемой объектом или образцом материи, которая представляет собой кинетическую энергию случайного движения частиц, составляющих материю, объект будет иметь меньше тепловой энергии, когда он холоднее, и больше, когда он горячее. . Если бы можно было охладить систему до абсолютного нуля, все движение частиц в образце материи прекратилось бы, и они были бы в полном покое в этом классическом смысле. Объект можно охарактеризовать как имеющий нулевую тепловую энергию. Однако с микроскопической точки зрения в описании квантовой механики материя все еще имеет нулевую энергию даже при абсолютном нуле из-за принципа неопределенности .
Охлаждение
Под охлаждением понимается процесс похолодания или понижения температуры . Этого можно достичь, отводя тепло от системы или подвергая систему воздействию окружающей среды с более низкой температурой.
Охлаждающие жидкости - это жидкости, используемые для охлаждения предметов, предотвращения замерзания и предотвращения эрозии в машинах.
Воздушное охлаждение - это процесс охлаждения объекта путем воздействия на него воздуха . Это будет работать только в том случае, если температура воздуха ниже, чем температура объекта, и процесс можно улучшить, увеличив площадь поверхности , увеличив расход охлаждающей жидкости или уменьшив массу объекта.
Другой распространенный метод охлаждения - воздействие на объект льда , сухого льда или жидкого азота . Это работает по проводимости ; тепло передается от относительно теплого объекта к относительно холодному хладагенту.
Лазерное охлаждение и охлаждение магнитным испарением - это методы, используемые для достижения очень низких температур.
История
История ранних веков
В древние времена лед не использовался для консервирования продуктов, а использовался для охлаждения вина, что делали и римляне. По словам Плиния , император Нерон изобрел ведерко со льдом для охлаждения вина, вместо того, чтобы добавлять его в вино, чтобы оно было холодным, поскольку оно разбавляло его.
Примерно в 1700 году до нашей эры Зимри-Лим , король Марийского королевства на северо-западе Ирака, построил «ледяной дом» под названием Бит Шурпин в месте, недалеко от своей столицы на берегу Евфрата . В 7 веке до нашей эры китайцы использовали ледники для хранения овощей и фруктов. В период правления династии Тан в Китае (618-907 гг. Н.э.) документ ссылается на практику использования льда, которая была в моде во время династии Восточная Чжоу (770-256 до н.э.) 94 рабочими, нанятыми для «Ice-Service», чтобы заморозить все. от вина до мертвых тел.
Шахтман говорит, что в 4 веке нашей эры брат японского императора Нинтоку подарил ему лед с горы. Император был так доволен подарком, что назвал первое июня «Днем льда» и торжественно вручил своим чиновникам глыбы льда.
Шахтман говорит, что даже в древние времена в Египте и Индии практиковалось ночное охлаждение за счет испарения воды и теплового излучения, а также способность солей понижать температуру замерзания воды. Древние жители Рима и Греции знали, что кипяченая вода остывает быстрее, чем обычная вода; Причина этого в том, что при кипячении воды удаляются углекислый газ и другие газы, сдерживающие охлаждение; но этот факт не был известен до 17 века.
С 17 века
Шахтман говорит, что Корнелис Якобсзун Дреббель был назначен в 1608 году королем Яковом I и VI, которые верили в волшебников, выполняющих магические трюки, такие как создание громовых молний, львов, птиц, дрожащих листьев и так далее. В 1620 году в Вестминстерском аббатстве он продемонстрировал королю и его приближенным силу холода. В один из летних дней, по словам Шахтмана, Дреббель вызвал холод (понизил температуру на несколько градусов) в холле аббатства, от чего король вздрогнул и выбежал из зала со своей свитой. «Это было невероятное зрелище», - говорит Шахтман. За несколько лет до этого Джамбаттиста делла Порта продемонстрировал в аббатстве «ледяные фантастические сады, замысловатые ледяные скульптуры», а также охлажденные напитки для банкетов во Флоренции . Единственное упоминание об искусственном замораживании, созданном Дреббелем, было Фрэнсисом Бэконом . Его демонстрация не была воспринята всерьез, поскольку считалась одним из его фокусов, поскольку тогда не было практического применения. Дреббель не раскрыл своих секретов.
Шахтман говорит, что лорд-канцлер Бэкон, сторонник экспериментальной науки, попытался в книге Navum Organum , опубликованной в конце 1620-х годов, объяснить эксперимент по искусственному замораживанию в Вестминстерском аббатстве, хотя он не присутствовал во время демонстрации, как «Нитр (или, скорее, его дух) очень холоден, и, следовательно, селитра или соль, добавленные к снегу или льду, усиливают холод последнего, селитра, добавляя к его собственному холоду, а соль, обеспечивая активность холодному снегу ». Это объяснение свойств селитры (ныне известной как нитрат калия ) и соли, вызывающих холода, было опробовано многими учеными.
Шахтман говорит, что отсутствие научных знаний в области физики и химии сдерживало прогресс в полезном использовании льда до радикального изменения религиозных взглядов в 17 веке. Интеллектуальный барьер преодолели Фрэнсис Бэкон и Роберт Бойль, которые последовали за ним в его поисках познания холода. В течение 17 века Бойль проводил обширные эксперименты в области изучения холода, а его исследования давления и объема были предшественниками исследований в области холода в 19 веке. Он объяснил свой подход как «отождествление Бэконом тепла и холода как правой и левой руки природы». Бойль также опроверг некоторые теории холода, выдвинутые Аристотелем , экспериментируя с передачей холода от одного материала к другому. Он доказал, что вода - не единственный источник холода, но золото, серебро и кристаллы, в которых не было воды, также могут переходить в состояние сильного холода.
19 век
В Соединенных Штатах примерно с 1850 года до конца 19 века экспорт льда уступал только хлопку. Первый контейнер для льда был разработан Томасом Муром, фермером из Мэриленда, в 1810 году для перевозки масла в деревянной ванне овальной формы. Чан был снабжен металлической обшивкой внутри и окружен набивкой льда. В качестве утеплителя использовалась кожа кролика. Мур также разработал ледяной ящик для домашнего использования с контейнером, построенным на площади 6 кубических футов (0,17 м 3 ), заполненной льдом. В 1825 году Натаниэль Дж. Уайет изобрел сбор льда с помощью приспособления для резки льда на конной тяге. Нарезанные блоки льда одинакового размера были дешевым методом консервирования продуктов, широко практиковавшимся в Соединенных Штатах. Также в 1855 году было разработано паровое устройство, способное перевозить 600 тонн льда в час. Последовали новые инновации. Были изобретены устройства, использующие сжатый воздух в качестве хладагента.
20 век
Холодильники широко использовались с середины 19 века до 1930-х годов, когда холодильник был введен в дома. Большая часть льда, потребляемого муниципалитетом, собиралась зимой из заснеженных территорий или замерзших озер, хранилась в ледяных домиках и доставлялась внутри страны, поскольку ледники стали более распространенными.
В 1913 году были изобретены холодильники для домашнего использования. В 1923 году компания Frigidaire представила первую автономную установку. Введение фреона в 1920-е годы расширило рынок холодильников в 1930-е годы. Домашние морозильные камеры в виде отдельных отсеков (большего размера, чем необходимо только для кубиков льда) были введены в 1940 году. Замороженные продукты, ранее считавшиеся предметом роскоши, стали обычным явлением.
Физиологические эффекты
Холод оказывает множество физиологических и патологических эффектов на человеческий организм , а также на другие организмы. Холодная среда может способствовать развитию определенных психологических качеств, а также оказывать прямое влияние на способность двигаться. Дрожь - одна из первых физиологических реакций на холод. Даже при низких температурах холод может серьезно нарушить кровообращение. Внеклеточная вода замерзает, а ткани разрушаются. Особенно часто он поражает пальцы рук, ног, нос, уши и щеки. Они обесцвечиваются, набухают, покрываются волдырями и кровоточат. Местное обморожение приводит к так называемым обморожениям или даже к гибели целых частей тела. Только временные холодовые реакции кожи не имеют последствий. По мере сокращения кровеносных сосудов они становятся холодными и бледными, и в ткани попадает меньше кислорода. Тепло снова стимулирует кровообращение и болезненно, но безвредно. Комплексная защита от холода особенно важна для детей и занятий спортом. Экстремальные низкие температуры могут привести к обморожениям , сепсису и переохлаждению , что, в свою очередь, может привести к смерти.
Распространенные мифы
Обычно, но ложно, заявление гласит , что холодная погода сам по себе может индуцирует одинаково с именем простуды . Никаких научных доказательств этому не найдено, хотя заболеваемость, наряду с гриппом и другими заболеваниями , увеличивается с более холодной погодой.
Известные холодные места и объекты
- Национальный институт стандартов и технологий в Боулдере, штат Колорадо , используя новую технику, удалось охладить микроскопический механический барабан 360 микро Кельвина , что делает его самым холодным объектом на запись. Теоретически, используя эту технику, объект может быть охлажден до абсолютного нуля.
- Самая низкая из известных температур из когда-либо достигнутых - это состояние вещества, называемое конденсатом Бозе-Эйнштейна, существование которого было впервые высказано Сатьендрой Нат Бозе в 1924 году и впервые созданным Эриком Корнеллом , Карлом Виманом и сотрудниками JILA 5 июня 1995 года. Они сделали это, охладив разбавленный пар, состоящий примерно из двух тысяч атомов рубидия-87, до уровня ниже 170 нК (одна нК или нанокельвин составляет одну миллиардную (10 -9 ) кельвина ), используя комбинацию лазерного охлаждения (метод, который выиграл изобретатели Стивен Чу , Клод Коэн-Таннуджи и Уильям Д. Филлипс ( Нобелевская премия по физике 1997 г. ) и магнитное испарительное охлаждение .
- Туманность Бумеранг является самым холодное известного природным расположения в вселенной , с температурой , которая оценивается в 1 K (-272.15 ° C, -457.87 ° F).
- В Планка приборов космического аппарата поддерживают при 0,1 К (-273.05 ° C, -459.49 ° F) с помощью пассивного и активного охлаждения.
- В отсутствие какого-либо другого источника тепла температура Вселенной составляет примерно 2,725 кельвина из-за космического микроволнового фонового излучения , остатка Большого взрыва .
- Спутник Нептуна Тритон имеет температуру поверхности 38,15 К (-235 ° C, -391 ° F).
- Уран с температурой черного тела 58,2 К (-215,0 ° C, -354,9 ° F).
- Сатурн с температурой черного тела 81,1 К (-192,0 ° C, -313,7 ° F).
- Меркурий , несмотря на то, что он находится близко к Солнцу, на самом деле холодный ночью с температурой около 93,15 К (-180 ° C, -290 ° F). Ночью Меркурий холоден, потому что у него нет атмосферы, которая могла бы удерживать тепло от Солнца.
- Юпитер с температурой черного тела 110,0 К (-163,2 ° C, -261,67 ° F).
- Марс с температурой черного тела 210,1 К (-63,05 ° C, -81,49 ° F).
- Самый холодный континент на Земле - Антарктида . Самым холодным местом на Земле является Антарктическое плато , область Антарктиды вокруг Южного полюса , высота которой составляет около 3000 метров (9800 футов). Самая низкая надежно измеренная температура на Земле 183,9 К (-89,2 ° C, -128,6 ° F) была зафиксирована здесь на станции Восток 21 июля 1983 года. Полюса холода - это места в Южном и Северном полушариях, где самые низкие температуры воздуха. были записаны. ( См. Список погодных рекордов ).
- В холодных пустынях Северного полюса , известных как регион тундры, ежегодно выпадает снег на несколько дюймов, а зарегистрированные температуры составляют всего 203,15 К (-70 ° C, -94 ° F). В вообще мерзлом грунте выживает лишь несколько небольших растений (оттаивает лишь на короткое время).
- Холодные пустыни Гималаев - это характерная черта зоны дождя-тени, созданной горными вершинами Гималайского хребта, которая тянется от Памирского узла до южной границы Тибетского плато ; однако этот горный хребет также является причиной выпадения муссонных дождей на Индийском субконтиненте . Эта зона расположена на высоте около 3000 м и охватывает Ладакх , Лахаул , Спити и Пух . Кроме того, в основных Гималаях есть внутренние долины, такие как Чамоли , некоторые районы Киннаура , Питорагарха и северного Сиккима, которые также относятся к категории холодных пустынь.
Холодная пустыня Гималаев в Ладакхе
Мифология и культура
- Нифльхейм был царством первобытного льда и холода с девятью замерзшими реками в скандинавской мифологии .
- «Ад в аду Данте» назван Коцитом - замерзшим озером, где были захоронены Вергилий и Данте.
Смотрите также
- Технические, научные
- Чиллер
- Криогеника - Изучение производства и поведения материалов при очень низких температурах.
- Криосфера - те участки поверхности Земли, где вода находится в твердой форме.
- Точка замерзания - Температура, при которой твердое вещество превращается в жидкость.
- Отрицательная температура - физические системы более горячие, чем любые другие
- Холодность - Взаимное произведение температуры и постоянной Больцмана, часто используется в экспонентах в физике и химии и связывает статистическую механику с теорией информации.
- Развлечения, миф
- Мороженое - Замороженный десерт
- Indrid Cold
- Снежок - сферический объект, сделанный из утрамбованного снега.
- Снеговик - фигура, вылепленная из снега
- Зимние виды спорта
- Метеорологические:
- Атмосферная инверсия - отклонение от нормального изменения свойств атмосферы с высотой.
- Холодный фронт - передний край более холодной массы воздуха
- Ледяной дождь - дождь поддерживается при температуре ниже нуля
- Мороз - покрытие или отложение льда
- Град - Форма твердых осадков
- Мокрый снег
- Снег - Осадки в виде ледяных кристаллов.
- Географический и климатологический:
- Ледник - устойчивое тело льда, которое движется под собственным весом.
- Ледяная шапка
- Климат ледяной шапки
- Ледяной покров - Большая масса ледникового льда.
использованная литература
Библиография
- Флинн, Томас (2004). Криогенная инженерия (2-е изд.). CRC Press. ISBN 0-8247-5367-4.
- Фоули, Уоллес (15 мая 1981 г.). Чтение ада Данте . Издательство Чикагского университета. ISBN 978-0-226-25888-1.
- Лоуренс, Эллен (1 января 2012 г.). Что такое климат? . Издательство Bearport. ISBN 978-1-61772-401-5.
- Неги, СС (2002). Холодные пустыни Индии . Indus Publishing. ISBN 978-81-7387-127-6.
- Шахтман, Том (12 декабря 2000 г.). Абсолютный ноль и покорение холода . Хоутон Миффлин Харкорт. ISBN 978-0-547-52595-2.
- Тул, SJ (23 июня 2015 г.). Миф обо мне о происхождении: размышления о нашем происхождении Создание Лулу . Lulu.com. ISBN 978-1-329-22607-4.
внешние ссылки
- Справочник солдата по индивидуальным действиям и выживанию в условиях холодной погоды . Smashbooks. 1974 г.
- Вагнер, Том (28 марта 2008 г.). «Советы по выживанию в Антарктиде» . Нью-Йорк Таймс . ISSN 0362-4331 . Проверено 15 февраля +2016 .