Холодный

Чтобы узнать об инфекционном заболевании, см. Простуду . Чтобы узнать о других значениях, см. Холод (значения) .

Айсберг , который обычно ассоциируется с холодом

Сигнал «холодный» — неофициальный (за исключением рекомендованного CMAS ), тем не менее, он используется многими школами дайвинга и распространяется через дайв-сайты как один из наиболее полезных дополнительных сигналов.

Мурашки по коже — распространенная физиологическая реакция на холод, направленная на уменьшение потери тепла телом в холодной среде.

Фотография поверхности снега на Купол C станции , Антарктида . Являясь частью печально известного холодного Полярного плато , оно занимает большую часть поверхности континента.

Холод – это наличие низкой температуры , особенно в атмосфере. В обычном понимании холод часто является субъективным восприятием . Нижняя граница температуры — абсолютный ноль , определяемый как 0,00   К по шкале Кельвина , абсолютной термодинамической температурной шкале. Это соответствует -273,15 °C по шкале Цельсия , -459,67 °F по шкале Фаренгейта и 0,00 °R по шкале Рэнкина .

Поскольку температура связана с тепловой энергией, удерживаемой объектом или образцом материи, которая представляет собой кинетическую энергию хаотического 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, то всякое движение частиц в образце вещества прекратилось бы и они находились бы в полном покое в классическом понимании. Объект можно описать как имеющий нулевую тепловую энергию. Однако с микроскопической точки зрения в описании квантовой механики материя по-прежнему имеет нулевую энергию даже при абсолютном нуле из-за принципа неопределенности .

Охлаждение

Основная статья: Холодильное оборудование

Охлаждение относится к процессу охлаждения или понижения температуры . Этого можно достичь путем отвода тепла от 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.

Воздушное охлаждение — это процесс охлаждения объекта путем воздействия на него воздуха . Это будет работать только в том случае, если температура воздуха ниже, чем у объекта, и процесс можно улучшить, увеличив площадь поверхности , увеличив скорость потока охлаждающей жидкости или уменьшив массу объекта .

Другим распространенным методом охлаждения является воздействие на объект льда , сухого льда или жидкого азота . Это работает посредством проводимости ; тепло передается от относительно теплого объекта к относительно холодному теплоносителю.

Лазерное охлаждение и магнитно-испарительное охлаждение — это методы, используемые для достижения очень низких температур.

История

Ранняя история

В древние времена лед не использовался для консервирования продуктов , а использовался для охлаждения вина, что также делали римляне. По словам Плиния , император Нерон изобрел ведерко со льдом для охлаждения вина, вместо того, чтобы добавлять его в вино, чтобы оно остыло, поскольку оно разжижало бы его.

Где-то около 1700 г. до н.э. Зимри-Лим , король Мариийского королевства на северо-западе Ирака, создал «ледяной дом», названный бит-шурпин, недалеко от своей столицы на берегу Евфрата . В VII веке до нашей эры китайцы использовали ледники для хранения 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 время династии Восточная Чжоу (770–256 до н. э.), 94 рабочими, нанятыми для «Ледяной службы», чтобы заморозить все. от вина до трупов.

Шахтман рассказывает, что в IV веке нашей эры брат японского императора Нинтоку подарил ему лед с горы. Император был настолько доволен подарком, что назвал первое июня «Днем льда» и торжественно вручил глыбы льда своим чиновникам.

Еще в древности, говорит Шахтман, 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; Причина этого в том, что при кипении воды удаляются углекислый газ и другие газы, препятствующие охлаждению; но этот факт не был известен до 17 века.

С 17 века

Шахтман говорит, что король Яков VI и я поддерживали работу Корнелиса Дреббеля как фокусника по выполнению таких трюков, как создание грома, молнии, львов, птиц, дрожащих листьев и так далее. В 1620 году он устроил в Вестминстерском аббатстве королю и его придворным демонстрацию силы холода. В летний день, рассказывает Шахтман, Дреббель создал холод (понизил температуру на несколько градусов) в зале аббатства, отчего король вздрогнул и выбежал из зала со своей свитой. «Это было невероятное зрелище», — говорит Шахтман. Несколькими годами ранее Джамбаттиста делла Порта продемонстрировал в аббатстве «сады ледяной фантазии, замысловатые ледяные скульптуры», а также холодные 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 фокусов, поскольку тогда не было никакого практического применения. Дреббель не раскрыл своих секретов.

Шахтман говорит, что лорд-канцлер Бэкон, сторонник экспериментальной науки, пытался в «Новом органуме» , опубликованном в конце 1620-х годов, объяснить эксперимент по искусственному замораживанию в Вестминстерском аббатстве, хотя он не присутствовал во время демонстрации, поскольку « Ситра (или, скорее, его дух) очень холоден, и, следовательно, селитра или соль, добавленные к снегу или льду, усиливают холод последнего, селитра, добавляя к своему собственному холоду, а соль, придавая активность холодный снег». Это объяснение свойств селитры и соли, вызывающих холод, было опробовано тогда многими учеными.

Шахтман говорит, что именно недостаток научных знаний в области физики и химии сдерживал прогресс в полезном использовании льда до радикального изменения религиозных взглядов в 17 веке. Интеллектуальный барьер был преодолен Фрэнсисом Бэконом и Робертом Бойлем, которые последовали за ним в поисках знаний о холоде. Бойль провел обширные эксперименты в области холода в 17 веке, а его исследования давления и объема стали предшественниками исследований в области холода в 19 веке. Он объяснил свой подход как «отождествление Бэконом тепла и холода как правой и левой рук природы». Бойль также опроверг некоторые теории о холоде, выдвинутые Аристотелем , экспериментируя по передаче холода от одного материала к другому. Он доказал, что вода не является единственным источником холода: золото, серебро и хрусталь, не содержащие воды, также могут переходить в состояние сильного холода.

19 век

На морозе , Леон Базиль Перро

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 деревянной бочке овальной формы. Ванна была снабжена металлической обшивкой внутри и окружена упаковкой льда. В качестве утеплителя использовалась шкура кролика. Мур также разработал холодильник для домашнего использования, емкость которого составляет 6 кубических футов (0,17 м2). ³ ), который был заполнен льдом. В 1825 году Натаниэль Дж. Уайет изобрел сбор льда с помощью устройства для резки льда, запряженного лошадьми. Нарезанные блоки льда одинакового размера были дешевым методом консервирования продуктов питания, широко практиковавшимся в Соединенных Штатах. В 1855 году также было разработано паровое устройство, способное перевозить 600 тонн льда в час. Последовали новые инновации. Были изобретены устройства, использующие в качестве хладагента сжатый воздух.

20 век

Холодильники широко использовались с середины 19 века до 1930-х годов, когда холодильник в доме появился . Большую часть льда, потребляемого муниципалитетами, собирали зимой на заснеженных территориях или в замерзших озерах, хранили в ледниках и доставляли внутри страны, поскольку ящики для льда стали более распространенными.

В 1913 году были изобретены холодильники для домашнего использования. В 1923 году компания Frigidaire представила первую автономную установку. Появление фреона в 1920-х годах расширило рынок холодильников в 1930-е годы. Домашние морозильники в виде отдельных отсеков (больше, чем необходимо, только для кубиков льда) были представлены в 1940 году. Замороженные продукты, ранее бывшие предметом роскоши, стали обычным явлением.

Физиологические эффекты

Холод оказывает многочисленные физиологические и патологические воздействия на организм человека , а также на другие организмы. Холодная окружающая 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 поражаются пальцы рук, ног, нос, уши и щеки. Они обесцвечиваются, опухают, покрываются волдырями и кровоточат. Так называемое обморожение приводит к локальному обморожению или даже к гибели целых частей тела. Лишь временные холодовые реакции кожи проходят без последствий. Когда кровеносные сосуды сжимаются, они становятся холодными и бледными, в ткани поступает меньше кислорода. Тепло снова стимулирует кровообращение и является болезненным, но безвредным. Комплексная защита от холода особенно важна для детей и занятий спортом. Экстремально низкие температуры могут привести к обморожению , сепсису и переохлаждению , что, в свою очередь, может привести к смерти.

Распространенные мифы

Распространенное , но ложное утверждение гласит, что холодная погода сама по себе может вызвать простуду с таким же названием . Никаких научных доказательств этому обнаружено не было, хотя этой болезни, наряду с гриппом и другими, распространенность увеличивается с наступлением холодов.

Известные холодные локации и объекты

Туманность Бумеранг

Спутник Нептуна Тритон

• Национальному институту стандартов и технологий в Боулдере, штат Колорадо, с помощью новой технологии удалось охладить микроскопический механический барабан до 360 микрокельвинов , что сделало его самым холодным объектом за всю историю наблюдений. Теоретически с помощью этой техники объект можно охладить до абсолютного нуля.
• Самая низкая из когда-либо достигнутых температур — это состояние вещества, называемое конденсатом Бозе-Эйнштейна, существование которого впервые было высказано Сатьендрой Нат Бозе в 1924 году и впервые создано Эриком Корнеллом , Карлом Виманом и коллегами из 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 миллиардная (10 ⁻⁹ ) кельвина ) с использованием комбинации лазерного охлаждения (метод, благодаря которому его изобретатели Стивен Чу , Клод Коэн-Таннуджи и Уильям Д. Филлипс 1997 года получили Нобелевскую премию по физике ) и магнитно-испарительного охлаждения .
• 90377 Седна — один из самых холодных известных объектов Солнечной системы . Находясь по орбите на среднем расстоянии 84 миллиардов миль, Седна имеет среднюю температуру поверхности -400°F (-240°C).
• Лунный кратер Эрмит был описан после исследования Лунного разведывательного орбитального аппарата НАСА в 2009 году самое как « холодное известное место в Солнечной системе» с температурой 26 кельвинов (-413 ° F, -247 ° C).
• Туманность Бумеранг — самое холодное из известных природных мест во Вселенной , температура которого оценивается в 1 К (-272,15 °C, -457,87 °F).
• Карликовая планета Хаумеа — один из самых холодных известных объектов в нашей Солнечной системе. При температуре -401 градус по Фаренгейту или -241 градус по Цельсию.
• Приборы космического корабля «Планк» поддерживают температуру 0,1 К (-273,05 ° C, -459,49 ° F) за счет 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, ночью на самом деле холоден, его температура составляет около 93,15 К (-180 ° C, -290 ° F). Ночью на Меркурии холодно, 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 . Самое холодное место на Земле — Антарктическое плато . область Антарктиды вокруг Южного полюса на высоте около 3000 метров (9800 футов). Самая низкая достоверно измеренная температура на Земле - 183,9 К (-89,2 ° C, -128,6 ° F) была зафиксирована на станции Восток 21 июля 1983 года. Полюсы холода — места в Южном и Северном полушариях , где зафиксированы самые низкие температуры воздуха. ( См. Список погодных рекордов ).
• В холодных пустынях Северного полюса , известных как тундра, ежегодно выпадает снег толщиной в несколько дюймов, а зарегистрированная температура составляет всего 203,15 К (-70 °C, -94 °F). В обычно мерзлой почве (оттаивает лишь на короткое время) выживают лишь несколько небольших растений.
• Холодные пустыни Гималаев представляют собой особенность зоны дождей и теней, созданной горными вершинами Гималайского хребта, идущего от Памирского узла и простирающегося до южной границы Тибетского нагорья ; однако этот горный массив 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 пределах главных Гималаев есть внутренние долины, такие как Чамоли , некоторые районы Киннаура , Питорагарха и северного Сиккима , которые также относятся к категории холодных пустынь.

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

Мифология и культура

• Нифльхейм был царством первобытного льда и холода с девятью замерзшими реками В скандинавской мифологии .
• «Адом в аду Данте» называют Коцит — замерзшее озеро, в котором были захоронены Вергилий и Данте.

См. также

• Технический, научный
  • Чиллер - машина, которая отводит тепло от жидкого хладагента путем сжатия пара.
  • Криогеника - Исследование производства и поведения материалов при очень низких температурах.
  • Криосфера – поверхность Земли, на которой замерзла вода.
  • Точка замерзания – температура, при которой твердое вещество превращается в жидкость.
  • Отрицательная температура . Физические системы более горячие, чем любые другие.
  • Холодность - мера холодности системы.
  • Ультрахолодный атом - атомы, хранящиеся при температурах, близких к абсолютному нулю.
• Развлечение, миф
  • Мороженое – Замороженный десерт
  • Индрид Холод
  • Снежок - сферический объект, сделанный из утрамбованного снега.
  • Снеговик – фигурка, вылепленная из снега.
  • Зимние виды спорта – спортивные или развлекательные мероприятия, проводимые на снегу или льду. Страницы с кратким описанием целей перенаправления .
• Метеорологические:
  • Атмосферная инверсия - отклонение от нормального изменения свойств атмосферы с высотой.
  • Холодный фронт – передний край более холодной массы воздуха.
  • Ледяной дождь - дождь продолжается при температуре ниже нуля.
  • Иней – покрытие или отложение льда.
  • Град - форма твердых осадков.
  • Слякоть - форма осадков, состоящая из дождя и тающего снега.
  • Снег – осадки в виде хлопьев кристаллов льда.
• Географические и климатологические:
  • Ледник – стойкое тело льда, которое движется вниз под действием собственного веса.
  • Ледяная шапка - масса льда, покрывающая площадь суши менее 50 000 км².
  • Климат ледяной шапки - полярный климат, где средняя ежемесячная температура не превышает 0 ° C (32 ° F).
  • Ледниковый щит – большая масса ледникового льда.

Ссылки

Библиография

• Флинн, Томас (2004). Криогенная техника (2-е изд.). ЦРК Пресс. ISBN  0-8247-5367-4 .
• Фаули, 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 Беарпорт. ISBN  978-1-61772-401-5 .
• Неги, СС (2002). Холодные пустыни Индии . Индус Паблишинг. ISBN  978-81-7387-127-6 .
• Шахтман, Том (12 декабря 2000 г.). Абсолютный ноль и победа над холодом . Хоутон Миффлин Харкорт. ISBN  978-0-547-52595-2 .
• Тул, SJ (23 июня 2015 г.). Миф обо мне: размышления о нашем происхождении. Создание Лулу . Лулу.com. ISBN  978-1-329-22607-4 .

Внешние ссылки

• Справочник солдата по индивидуальным действиям и выживанию в районах с холодным климатом . Смэшбуки. 1974.
• Вагнер, Том (28 марта 2008 г.). «Советы по выживанию в Антарктиде» . Нью-Йорк Таймс . ISSN   0362-4331 . Проверено 15 февраля 2016 г.