Страница защищена от перемещения
Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Об инфекционном заболевании см. Простуда . Для использования в других целях, см Холод (значения) .
Айсберга , который обычно ассоциируется с холодом
Сигнал «холодный» - неофициальный (кроме рекомендованного CMAS ), тем не менее, он используется многими школами дайвинга и распространяется через дайв-сайты как один из наиболее полезных дополнительных сигналов [1] [2] [3]
Мурашки по коже - обычная физиологическая реакция на холод, направленная на уменьшение потери тепла телом в холодной среде.
Фотография снежной поверхности на станции Dome C в Антарктиде, части печально известного холодного Полярного плато , она представляет большую часть поверхности континента.

Холод - это наличие низкой температуры , особенно в атмосфере. [4] В общем, холод часто является субъективным восприятием . 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 [ править ]

Основная статья: Холодильное оборудование

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 объектов, предотвращения замерзания и предотвращения эрозии в машинах. [5]

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. [6] [ нужен лучший источник ]

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. [7]

Лазерное охлаждение и охлаждение с помощью магнитного испарения используются для достижения очень низких температур. [8] [9]

История [ править ]

Ранняя история [ править ]

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. [10]

Примерно в 1700 году до нашей эры Зимри-Лим , царь 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. [10]

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. [10]

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. [10]

С 17 века [ править ]

Шахтман говорит, что Корнелис Якобсзон Дреббель был назначен [ на что? ] в 1608 году королем Яковом I и VI, который верил в волшебников, выполняющих магические трюки, такие как создание громовых молний, ​​львов, птиц, дрожащих листьев и так далее. [ необходима цитата ] В 1620 году в Вестминстерском аббатстве он продемонстрировал королю и его придворным силу холода. [11] Летним днем, говорит Шахтман, Дреббель создал 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 Портапродемонстрировал 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. [12]

Шахтман говорит, что лорд-канцлер Бэкон, сторонник экспериментальной науки, пытался 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. [13]

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. [14] Бойль провел обширные эксперименты в 17 веке в области изучения холода, и 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». [15] Бойль также опроверг некоторые теории, выдвинутые Аристотелем.на холоде, экспериментируя по передаче 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 могли переходить в состояние сильного холода. [16]

19 век [ править ]

Вне холода , Леон Базиль Перро

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).), который был заполнен 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. [17]

20 век [ править ]

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 расширили рынок холодильника в течение 1930 - х годов. [18] 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 [ править ]

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. [19]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. Единственные временные холодовые реакции кожи без последствий. Когда ее кровеносные сосуды сужаются, она становится бледной и прохладной, в ткани попадает меньше кислорода. Тепло снова стимулирует кровообращение, и это 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. [20] [21]

Известные холодные места и объекты [ править ]

Туманность Бумеранг
Спутник Нептуна Тритон
  • 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. [22]
  • 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 ) с использованием комбинации лазерного охлаждения (метод, который выиграл изобретатели Стивен Чу , Клод Коэн-Таннуджии Уильям Д. Филлипс, лауреат Нобелевской премии по физике 1997 г. ) и магнитное испарительное охлаждение . [23]
  • Туманность Бумеранг является самым холодное известного природным расположения в вселенной , с температурой , которая оценивается в 1  K (-272.15 ° C, -457.87 ° F). [24]
  • В Планка приборов космического аппарата поддерживают при 0,1 К (-273.05 ° C, -459.49 ° F) с помощью пассивного и активного охлаждения. [25]
  • В отсутствие какого-либо другого источника тепла температура Вселенной составляет примерно 2,725 кельвина из-за космического микроволнового фонового излучения , остатка Большого взрыва . [26]
  • Спутник Нептуна Тритон имеет температуру поверхности 38,15 К (-235 ° C, -391 ° F) [27]
  • Уран с температурой черного тела 58,2 К (-215,0 ° C, -354,9 ° F). [28]
  • Сатурн с температурой черного тела 81,1 К (-192,0 ° C, -313,7 ° F). [29]
  • 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. [30]
  • Юпитер с температурой черного тела 110,0 К (-163,2 ° C, -261,67 ° F). [31]
  • Марс с температурой черного тела 210,1 К (-63,05 ° C, -81,49 ° F). [32]
  • Самый холодный континент на Земле - Антарктида . [33] Самое холодное место на Земле является Антарктическим плато , [34] район Антарктиды вокруг Южного полюса , который имеет высоту около 3000 метров (9800 футов). Низкая надежно измерены температура на Земле 183,9 К (-89.2 ° C, -128,6 ° F) , была записана там на станции Востока 21 июля 1983 года [35] В Полюсах холода являются местами в южных и северных полушариях , где зафиксированы самые низкие температуры воздуха. ( См. Список погодных рекордов.). [ необходима цитата ]
  • 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). [36]
  • 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. [37]

  • Антарктида

  • Холодная пустыня Гималаев в Ладакхе

  • Дерево с инеем

  • Замерзшая река Святого Лаврентия

  • Зимний морской лед

  • Ледолазание

Мифология и культура [ править ]

  • Нифльхейм был царством первобытного льда и холода с девятью замерзшими реками в скандинавской мифологии . [38]
  • «Ад в аду Данте» назван Коцитом - замерзшим озером, где были захоронены Вергилий и Данте. [39]

См. Также [ править ]

  • 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
  • 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  - стойкая ледяная масса, движущаяся под собственным весом.
    • Ледяная шапка
    • Климат ледяной шапки
    • Ледяной покров  - большая масса ледникового льда.

Ссылки [ править ]

  1. ↑ Портал «Аргонавт». Архивировано 4 ноября 2013 г. на Wayback Machine : Sygnały ręczne ( польский )
  2. ↑ Подводное плавание с аквалангом - Сигналы рук, заархивированные 14 апреля 2009 года на Wayback Machine
  3. ↑ Diving Hand Signals (Дополнительные сигналы). Архивировано 14 апреля 2009 г. в Wayback Machine.
  4. ^ Хансен, Джеймс Э. "Анализ температуры поверхности GISS (GISTEMP)" . Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства . Институт космических исследований Годдарда . Архивировано 21 февраля 2016 года . Проверено 22 февраля +2016 .
  5. ^ «Введение в технологию охлаждающей жидкости» . coolantexperts.com . Архивировано 23 февраля 2016 года . Проверено 15 февраля +2016 .
  6. ^ «Воздушное охлаждение» . techopedia.com . Архивировано 2 марта 2016 года . Проверено 16 февраля +2016 .
  7. ^ "Когда вы добавляете энергию к объекту, и он нагревается, что именно происходит внутри объекта?" . atmo.arizona.edu . Архивировано 16 сентября 2015 года . Проверено 16 февраля +2016 .
  8. ^ «Лазерное охлаждение» . hyperphysics.phy-astr.gsu.edu . Архивировано 31 января 2016 года . Проверено 15 февраля +2016 .
  9. ^ «Основная идея испарительного охлаждения проста» . cold-atoms.physics.lsa.umich.edu . Архивировано 9 декабря 2015 года . Проверено 15 февраля +2016 .
  10. ^ а б в г Шахтман 2000 , стр. 17.
  11. ^ Шахтману 2000 , стр. 4.
  12. ^ Шахтману 2000 , стр. 8-9.
  13. ^ Шахтману 2000 , стр. 12-13.
  14. ^ Шахтману 2000 , стр. 18-25.
  15. ^ Шахтману 2000 , стр. 25-26.
  16. ^ Шахтману 2000 , стр. 28.
  17. ^ Флинн 2004 , стр. 23.
  18. ^ "История холодильника" . aham.org . Ассоциация производителей бытовой техники. Архивировано из оригинала 5 марта 2016 года . Проверено 16 февраля +2016 .
  19. ^ Персонал клиники Мэйо. «Гипотермия: симптомы» . Клиника Майо. Архивировано 4 февраля 2016 года . Проверено 15 февраля +2016 .
  20. ↑ Эллен Голдбаум (2 февраля 2016 г.). «Шокированные ампутациями от обморожения, студенты-медики принимают меры» . UB Reporter . Архивировано из оригинала 4 марта 2016 года . Проверено 15 февраля +2016 .
  21. ^ Так работает защита от холода зимой (немецкий) - Alpin 01/2007
  22. ^ Кларк, Джереми Б.; Лекок, Флоран; Simmonds, Raymond W .; Аументадо, Хосе; Тойфель, Джон Д. (11 января 2017 г.). «Охлаждение боковой полосы сверх квантового предела обратного действия сжатым светом». Природа . 541 (7636): 191–195. arXiv : 1606.08795 . Bibcode : 2017Natur.541..191C . DOI : 10,1038 / природа20604 . PMID 28079081 . S2CID 4443249 .  
  23. ^ "Нобелевская премия по физике 1997" . Архивировано 24 сентября 2015 года.
  24. ^ "Туманность Бумеранг может похвастаться самым крутым пятном во Вселенной" . Лаборатория реактивного движения НАСА. 20 июня 1997 года. Архивировано 27 августа 2009 года . Проверено 8 июля 2009 года .
  25. ^ Персонал (7 июля 2009 г.). "Самый холодный известный объект в космосе очень неестественный" . Space.com. Архивировано 3 июля 2013 года . Проверено 3 июля 2013 года .
  26. ^ Хиншоу, Гэри (15 декабря 2005). «Испытания Большого взрыва: реликтовое излучение» . НАСА WMAP. Архивировано 20 марта 2008 года . Проверено 9 января 2007 года .
  27. ^ "Вояджер Межзвездная миссия" . НАСА: Лаборатория реактивного движения, Калифорнийский технологический институт . Архивировано из оригинала 20 декабря 2007 года . Проверено 15 февраля +2016 .
  28. ^ "Информационный бюллетень об Уране" . Архивировано из оригинального 21 июня 2013 года . Проверено 2 августа 2012 года .
  29. ^ "Информационный бюллетень Сатурна" . Архивировано из оригинального 18 августа 2011 года . Проверено 2 августа 2012 года .
  30. ^ «Меркурий: в глубине» . НАСА . Архивировано 2 февраля 2016 года . Проверено 15 февраля +2016 .
  31. ^ "Информационный бюллетень Юпитера" . Архивировано из оригинального 13 апреля 2011 года . Проверено 2 августа 2012 года .
  32. ^ "Марсианский информационный бюллетень" . Архивировано 23 ноября 2013 года.
  33. ^ «Тающий лед в Антарктиде: образ дня» . Архивировано 19 января 2009 года.
  34. ^ Bignell, Пол (21 января 2007). «Полярники достигают самого холодного места на Земле» . Независимый . Лондон. Архивировано из оригинала 8 января 2012 года . Проверено 30 апреля 2010 года .
  35. ^ Budretsky, AB (1984). «Новый абсолютный минимум температуры воздуха» . Вестник Советской антарктической экспедиции . Ленинград: Гидрометеоиздат (105). Архивировано 27 февраля 2009 года.
  36. ^ Лоуренс 2012 , стр. 16.
  37. ^ Negi 2002 , стр. 9.
  38. ^ Тул 2015 , стр. 118.
  39. ^ Fowlie 1981 , стр. 198.

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 . Издательство Инд. 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, SJ (23 июня 2015 г.). Миф обо мне о происхождении: размышления о нашем происхождении Создание Лулу . Lulu.com. ISBN 978-1-329-22607-4.[ самостоятельно опубликованный источник ]

Внешние ссылки [ править ]

  • 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 .