Холодный

Холод — это наличие низкой температуры , особенно в атмосфере. В общепринятом использовании холод часто является субъективным восприятием . Нижней границей температуры является абсолютный ноль , определяемый как 0,00  К по шкале Кельвина , абсолютной термодинамической шкале температур . 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 является кинетической энергией случайного движения частиц, составляющих материю, объект будет иметь меньше тепловой энергии, когда он холоднее, и больше, когда он горячее. Если бы было возможно охладить систему до абсолютного нуля, все движение частиц в образце материи прекратилось бы, и они бы находились в полном покое в классическом смысле . Объект можно было бы описать как имеющий нулевую тепловую энергию. Однако микроскопически в описании квантовой механики материя все еще имеет нулевую энергию даже при абсолютном нуле из-за принципа неопределенности .

Охлаждение относится к процессу остывания или понижения температуры . Это может быть достигнуто путем удаления тепла из системы или помещения системы в среду с более низкой температурой.

Охлаждающие жидкости — это жидкости, используемые для охлаждения объектов, предотвращения замерзания и предотвращения эрозии в машинах. ^[2]

Воздушное охлаждение — это процесс охлаждения объекта путем воздействия на него воздуха . Это будет работать только в том случае, если температура воздуха ниже температуры объекта, и процесс можно улучшить, увеличив площадь поверхности , увеличив скорость потока охлаждающей жидкости или уменьшив массу объекта . ^{[3] [ нужен лучший источник ]}

Другой распространенный метод охлаждения — это воздействие на объект льдом , сухим льдом или жидким азотом . Это работает за счет теплопроводности ; тепло передается от относительно теплого объекта к относительно холодной охлаждающей жидкости. ^[4]

Лазерное охлаждение и магнитное испарительное охлаждение — это методы, используемые для достижения очень низких температур. ^{[5] [6]}

В древние времена лед не использовался для сохранения пищи , но использовался для охлаждения вина, что также делали римляне. Согласно Плинию , император Нерон изобрел ведерко со льдом, чтобы охлаждать вина, вместо того, чтобы добавлять его в вино, чтобы сделать его холодным, поскольку это разбавляло его. ^[7]

Около 1700 г. до н. э. Зимри-Лим , царь королевства Мари на северо-западе Ирака, создал «ледяной дом», называемый бит шурпин, недалеко от своей столицы на берегах Евфрата . В 7 веке до н. э. китайцы использовали ледяные дома для сохранения овощей и фруктов. Во время правления династии Тан в Китае (618–907 гг. н. э.) в документе упоминается практика использования льда, которая была в моде во времена династии Восточная Чжоу (770–256 гг. до н. э.), 94 рабочими, нанятыми для «ледяной службы», для замораживания всего, от вина до трупов. ^[7]

Шахтман говорит, что в 4 веке нашей эры брат японского императора Нинтоку подарил ему лед с горы. Император был так счастлив подарку, что назвал первое июня «Днем льда» и торжественно вручил своим чиновникам глыбы льда. ^[7]

Еще в древние времена, говорит Шахтман, в Египте и Индии практиковалось ночное охлаждение путем испарения воды и теплового излучения, а также способность солей понижать температуру замерзания воды. Древние люди Рима и Греции знали, что кипяченая вода охлаждается быстрее обычной; причина этого в том, что при кипячении воды удаляются углекислый газ и другие газы, которые являются сдерживающими факторами охлаждения; но этот факт не был известен до 17 века. ^[7]

Шахтман говорит, что король Яков VI и я поддерживали работу Корнелиса Дреббеля как фокусника, чтобы он мог показывать такие трюки, как создание грома, молнии, львов, птиц, дрожащих листьев и так далее. В 1620 году он устроил демонстрацию силы холода в Вестминстерском аббатстве королю и его придворным. ^[8] Летним днем, говорит Шахтман, Дреббель создал холод (понижал температуру на несколько градусов) в зале аббатства, что заставило короля вздрогнуть и выбежать из зала со своей свитой. Это было невероятное зрелище, говорит Шахтман. Несколькими годами ранее Джамбаттиста делла Порта демонстрировал в аббатстве «ледяные фантастические сады, замысловатые ледяные скульптуры», а также ледяные напитки для банкетов во Флоренции . Единственное упоминание об искусственном замораживании, созданном Дреббелем, было у Фрэнсиса Бэкона . Его демонстрация не была воспринята всерьез, поскольку считалась одним из его магических трюков, поскольку тогда не было практического применения. Дреббель не раскрыл своих секретов. ^[9]

Шахтман говорит, что лорд-канцлер Бэкон, сторонник экспериментальной науки, пытался в работе Novum Organum , опубликованной в конце 1620-х годов, объяснить эксперимент по искусственному замораживанию в Вестминстерском аббатстве, хотя он не присутствовал во время демонстрации, так как « Селитра (или, скорее, ее дух) очень холодная, и поэтому селитра или соль, добавленные к снегу или льду, усиливают холод последнего, селитра, добавляя к своему собственному холоду, а соль, придавая активность холодному снегу». Это объяснение холодоиндуцирующих аспектов селитры и соли было тогда испробовано многими учеными. ^[10]

Шахтман говорит, что именно отсутствие научных знаний в физике и химии сдерживало прогресс в полезном использовании льда до резкого изменения религиозных взглядов в 17 веке. Интеллектуальный барьер был сломан Фрэнсисом Бэконом и Робертом Бойлем, которые последовали за ним в этом стремлении к знанию холода. ^[11] Бойль проводил обширные эксперименты в 17 веке в дисциплине холода, и его исследования давления и объема были предшественниками исследований в области холода в 19 веке. Он объяснил свой подход как «идентификацию Бэконом тепла и холода как правой и левой руки природы». ^[12] Бойль также опроверг некоторые теории, выдвинутые Аристотелем о холоде, экспериментируя с передачей холода от одного материала к другому. Он доказал, что вода была не единственным источником холода, но золото, серебро и хрусталь, в которых не содержалось воды, также могли перейти в состояние сильного холода. ^[13]

В Соединенных Штатах примерно с 1850 года до конца 19 века экспорт льда уступал только хлопку. Первый ящик для льда был разработан Томасом Муром, фермером из Мэриленда в 1810 году для перевозки масла в овальной деревянной кадке. Кадка была снабжена металлической подкладкой внутри и окружена упаковкой льда. В качестве изоляции использовалась кроличья шкура. Мур также разработал ящик для льда для домашнего использования с контейнером, построенным над пространством в 6 кубических футов (0,17 м3 ⁾ , которое было заполнено льдом. В 1825 году Натаниэль Дж. Уайет изобрел заготовку льда с помощью конного ледорезного устройства. Нарезанные блоки льда одинакового размера были дешевым методом сохранения продуктов питания, широко практикуемым в Соединенных Штатах. Также в 1855 году было разработано паровое устройство для перевозки 600 тонн льда в час. Последовало еще больше инноваций. Были изобретены устройства, использующие сжатый воздух в качестве хладагента. ^[14]

Ледяные ящики были широко распространены с середины 19 века до 1930-х годов, когда в домах появился холодильник . Большая часть потребляемого в городе льда собиралась зимой из заснеженных районов или замерзших озер, хранилась в ледниках и доставлялась домой, поскольку ледники становились все более распространенными.

В 1913 году были изобретены холодильники для домашнего использования. В 1923 году Frigidaire представила первый автономный блок. Появление фреона в 1920-х годах расширило рынок холодильников в 1930-х годах. ^[15] Домашние морозильники как отдельные отсеки (больше, чем необходимо, только для кубиков льда) были представлены в 1940 году. Замороженные продукты, ранее являвшиеся предметом роскоши, стали обычным явлением.

Холод оказывает многочисленные физиологические и патологические эффекты на организм человека , а также на другие организмы. Холодная среда может способствовать формированию определенных психологических черт, а также оказывать прямое воздействие на способность двигаться. Дрожь является одной из первых физиологических реакций на холод. ^[16] 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, опухают, покрываются волдырями и кровоточат. Так называемое обморожение приводит к локальному обморожению или даже к отмиранию целых частей тела. Только временные реакции кожи на холод не имеют последствий. По мере сокращения кровеносных сосудов они становятся холодными и бледными, и в ткани поступает меньше кислорода. Тепло снова стимулирует кровообращение и является болезненным, но безвредным. Всесторонняя защита от холода особенно важна для детей и для занятий спортом. Экстремально низкие температуры могут привести к обморожению , сепсису и гипотермии , что, в свою очередь, может привести к смерти. ^{[17] [18]}

Распространенное , но ложное утверждение гласит, что холодная погода сама по себе может вызвать одноименную простуду . ^[19] Никаких научных доказательств этого не обнаружено, хотя эта болезнь, наряду с гриппом и другими, действительно увеличивается с наступлением холодов.

• Национальный институт стандартов и технологий в Боулдере, штат Колорадо, используя новую технологию, сумел охладить микроскопический механический барабан до 360 микрокельвинов , что сделало его самым холодным объектом в истории. Теоретически, используя эту технологию, объект можно охладить до абсолютного нуля. ^[20]
• Самая низкая известная температура, когда-либо достигнутая, — это состояние вещества, называемое конденсатом Бозе-Эйнштейна, существование которого впервые предположил Сатьендра Нат Бозе в 1924 году, а впервые оно было создано Эриком Корнеллом , Карлом Виманом и их коллегами в JILA 5 июня 1995 года. Они сделали это, охладив разбавленный пар, состоящий примерно из двух тысяч атомов рубидия-87, до температуры ниже 170 нК (один нК или нанокельвин равен одной миллиардной (10−9 ⁾ кельвина ) , используя комбинацию лазерного охлаждения (метод, который принес его изобретателям Стивену Чу , Клоду Коэну-Тануджи и Уильяму Д. Филлипсу Нобелевскую премию по физике 1997 года ) и магнитного испарительного охлаждения . ^[21]
• 90377 Седна — один из самых холодных известных объектов в Солнечной системе . Находясь на орбите на среднем расстоянии 84 миллиарда миль, Седна имеет среднюю температуру поверхности -400°F (-240°C). ^[22]
• Лунный кратер Эрмит был описан после исследования 2009 года, проведенного лунным разведывательным орбитальным аппаратом НАСА , как «самое холодное известное место в Солнечной системе» с температурой 26 Кельвинов (−413 °F, −247 °C). ^[23]
• Туманность Бумеранг является самым холодным известным естественным местом во Вселенной , с температурой, которая оценивается в 1  К (−272,15 °C, −457,87 °F). ^[24]
• Карликовая планета Хаумеа — один из самых холодных известных объектов в нашей солнечной системе. С температурой -401 градус по Фаренгейту или -241 градус по Цельсию ^[25]
• Приборы космического корабля «Планк» поддерживают температуру 0,1 К (−273,05 °C, −459,49 °F) с помощью пассивного и активного охлаждения. ^[26]
• При отсутствии других источников тепла температура Вселенной составляет примерно 2,725 Кельвина из-за реликтового излучения , остатка Большого взрыва . ^[27]
• Спутник Нептуна Тритон имеет температуру поверхности 38,15 К (−235 °C, −391 °F) ^[28]
• Уран с температурой черного тела 58,2 К (−215,0 °C, −354,9 °F). ^[29]
• Сатурн с температурой черного тела 81,1 К (−192,0 °C, −313,7 °F). ^[30]
• Меркурий , несмотря на свою близость к Солнцу, на самом деле холодный ночью, с температурой около 93,15 К (−180 °C, −290 °F). Меркурий холодный ночью, потому что у него нет атмосферы , чтобы удерживать тепло от Солнца. ^[31]
• Юпитер с температурой черного тела 110,0 К (−163,2 °C, −261,67 °F). ^[32]
• Марс с температурой черного тела 210,1 К (−63,05 °C, −81,49 °F). ^[33]
• Самый холодный континент на Земле — Антарктида . ^[34] Самое холодное место на Земле — Антарктическое плато , ^[35] область Антарктиды вокруг Южного полюса , имеющая высоту около 3000 метров (9800 футов). Самая низкая достоверно измеренная температура на Земле — 183,9 К (−89,2 °C, −128,6 °F) — была зафиксирована там на станции Восток 21 июля 1983 года. ^[36] Полюса холода — это места в Южном и Северном полушариях , где были зафиксированы самые низкие температуры воздуха. ( См. Список погодных записей ). ^[37]
• Холодные пустыни Северного полюса , известные как тундра, ежегодно переживают несколько дюймов снега, а зарегистрированные температуры составляют всего 203,15 К (−70 °C, −94 °F). Только несколько небольших растений выживают в обычно замерзшей земле (оттаивает только на короткий период). ^[38]
• Холодные пустыни Гималаев являются особенностью зоны дождевой тени, созданной горными вершинами Гималайского хребта, который тянется от Памирского узла до южной границы Тибетского плато ; однако этот горный хребет также является причиной муссонных дождей на Индийском субконтиненте . Эта зона расположена на высоте около 3000 м и охватывает Ладакх , Лахаул , Спити и Пух . Кроме того, в пределах основных Гималаев есть внутренние долины, такие как Чамоли , некоторые районы Киннаура , Питхорагарха и северного Сиккима, которые также относятся к категории холодных пустынь. ^[39]

• 
  Антарктида
• 
  Холодная пустыня Гималаев в Ладакхе
• 
  Дерево с инеем
• 
  Замерзшая река Святого Лаврентия
• 
  Зимний морской лед
• 
  Ледолазание

• Нифльхейм был царством первобытного льда и холода с девятью замерзшими реками в скандинавской мифологии . ^[40]
• «Ад в «Инферно» Данте» описывается как Коцит — замерзшее озеро, куда были заключены Вергилий и Данте. ^[41]

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? Bearport Publishing. 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. Houghton Mifflin Harcourt. ISBN 978-0-547-52595-2.
• Тул, С.Дж. (23 июня 2015 г.). Миф о происхождении меня: размышления о нашем происхождении. Создание Лулу. Lulu.com. ISBN 978-1-329-22607-4.^{[ постоянная мертвая ссылка ‍ ] [ самостоятельно опубликованный источник ]}

• Справочник солдата по индивидуальным операциям и выживанию в районах с холодной погодой. Smashbooks. 1974.
• Вагнер, Том (28 марта 2008 г.). «Советы по выживанию в Антарктике». The New York Times . ISSN  0362-4331 . Получено 15 февраля 2016 г.