Menos 300 grados es sinónimo de frío extremo. Esta temperatura se refiere a -300 grados centígrados, lo que equivale a -508 grados Fahrenheit. Es mucho más baja que el punto de ebullición del hidrógeno líquido y es una temperatura que no se puede alcanzar en la Tierra. Sin embargo, en el universo estas temperaturas son muy comunes. En ambientes extremadamente fríos, las propiedades de la materia cambiarán enormemente. Al estudiar estos cambios, los científicos no sólo podrán comprender mejor los misterios del universo, sino también crear más posibilidades para la humanidad.
1. ¿Qué es menos 300 grados?
Menos 300 grados se refiere a menos 300 grados Celsius, lo que equivale a menos 508 grados Fahrenheit. Esta temperatura está muy por debajo del punto de ebullición del hidrógeno líquido y es una temperatura que no se puede alcanzar en la Tierra. A esta temperatura, las propiedades de la materia cambiarán mucho. Por ejemplo, el gas hidrógeno se volverá líquido o incluso sólido.
2. ¿Qué pasará con las propiedades de la materia en ambientes extremadamente fríos?
En ambientes extremadamente fríos, las propiedades de la materia cambiarán mucho, por ejemplo:
1. El hidrógeno se volverá líquido o sólido
En un ambiente de - 300 grados, el hidrógeno se volverá líquido o sólido. Esto se debe a que a esta temperatura, la energía cinética de las moléculas de hidrógeno es muy pequeña y no pueden superar la atracción intermolecular, por lo que se agruparán para formar hidrógeno líquido o sólido.
2. La conductividad mejorará
En ambientes extremadamente fríos, la conductividad de ciertos materiales mejorará. Esto se debe a que a bajas temperaturas, los electrones se mueven más lentamente, lo que los atrae más fácilmente hacia los átomos del material, lo que da como resultado una mejor conductividad.
3. El magnetismo de los materiales cambiará
En ambientes extremadamente fríos, el magnetismo de algunos materiales cambiará. Por ejemplo, a una temperatura de menos 268,9 grados, el hierro se convierte en un ferroimán, lo que significa que se vuelve magnético.
4. Las propiedades mecánicas de los materiales cambiarán
En ambientes extremadamente fríos, las propiedades mecánicas de los materiales cambiarán. Por ejemplo, a temperaturas de menos 196 grados, el módulo elástico del material disminuye, lo que hace que sea más fácil doblarlo o romperlo.
3. ¿Cómo crear un ambiente extremadamente frío?
Crear ambientes extremadamente fríos requiere equipos y tecnología especiales. A continuación se presentan varias tecnologías de refrigeración comunes:
1. Refrigeración con nitrógeno líquido
El nitrógeno líquido es un refrigerante de uso común y su punto de ebullición es de -196 grados. La inyección de nitrógeno líquido en equipos de refrigeración puede reducir la temperatura del equipo por debajo de -196 grados.
2. Refrigeración con helio líquido
El helio líquido es un refrigerante más utilizado, con un punto de ebullición de menos 269 grados. La tecnología de refrigeración con helio líquido se utiliza ampliamente en imágenes por resonancia magnética y otros campos.
3. Refrigeración Termoeléctrica
La refrigeración termoeléctrica es una tecnología que utiliza el efecto termoeléctrico para la refrigeración. Al aplicar un voltaje entre dos materiales de diferentes temperaturas, se puede transferir calor del material de alta temperatura al material de baja temperatura, logrando así un efecto de enfriamiento.
4. ¿En qué campos se utilizan los ambientes de frío extremo?
Los ambientes extremadamente fríos se utilizan en muchos campos. A continuación se muestran algunos campos comunes:
1. Investigación del universo
En el universo, la temperatura es extremadamente alta. Los ambientes bajos son muy comunes. Por ejemplo, la temperatura del fondo de rayos cósmicos es de sólo unos -270 grados. Al estudiar estos entornos, los científicos pueden comprender mejor los misterios del universo.
2. Investigación de materiales
En ambientes extremadamente fríos, las propiedades de los materiales cambiarán enormemente, lo que proporciona un nuevo método para la investigación de materiales. Por ejemplo, al estudiar el módulo de elasticidad de un material en un entorno de menos 196 grados, se pueden comprender mejor las propiedades mecánicas del material.
3. Investigación médica
En la investigación médica también se utilizan ambientes extremadamente fríos. Por ejemplo, la tecnología de refrigeración con nitrógeno líquido se utiliza ampliamente en el proceso de criopreservación de tejidos y células, lo que puede prolongar eficazmente su tiempo de almacenamiento.