Compartir:
10 datos interesantes sobre la temperatura
La temperatura es una de las medidas fundamentales en la física, y es absolutamente crucial para todo tipo de vida. Pero a temperaturas ultra altas y muy bajas, las cosas pueden ponerse muy raras, como verás. Aquí hay una lista de diez datos interesantes sobre este importante factor en nuestro mundo:
10La temperatura más alta hecha por el hombre
La temperatura artificial más alta jamás registrada es de 7.2 billones de grados Fahrenheit, o unos cuatro mil millones de grados centígrados. Ya que esperamos minimizar el uso de superlativos en esta lista, digamos: eso es bastante bueno. De hecho, es aproximadamente 250,000 veces más caliente que la temperatura en el centro del sol. La grabación extrema se realizó en el Laboratorio Natural Brookhaven en Nueva York, en su Relativistic Heavy Ion Collider de 2.4 millas de largo. Los científicos habían estado rompiendo los iones de oro juntos, en un intento de recrear las condiciones del Big Bang creando un plasma de quark-gluones. En este estado de plasma, las partículas que forman el núcleo de los átomos, protones y neutrones, se rompen y crean una "sopa" de sus quarks constituyentes.
9 La luz hace cosas impresionantes cuando se enfría
Ya hemos hecho mención del condensado de Bose-Einstein. Es un fenómeno que ocurre para importar a una fracción de un grado por encima del cero absoluto. Aunque anteriormente solo se veían a estas temperaturas súper frías, los científicos pudieron recrear el efecto a temperatura ambiente, usando luz en lugar de materia.
Lograron hacer esto debido a la densidad relativa de la materia y la luz; Uno de los científicos involucrados, Jan Klars, explicó que "nuestro gas fotónico tiene una densidad mil millones de veces mayor, y podemos lograr la condensación a temperatura ambiente". Forzaron que la luz viajara a través de dos espejos con partículas de tinte entre ellos. A medida que la luz rebotaba de un lado a otro, perdía un poco de energía cada vez que pasaba a través de un tinte. Y cuando alcanzó la temperatura ambiente, la luz comenzó a comportarse efectivamente como un gas ultra frío hecho de materia tradicional. Este resultado adquiere una relevancia totalmente nueva cuando aprendemos que podría conducir a nuevos tipos de láseres, que, después de todo, deben ser el objetivo final de toda investigación en física.
Temperaturas extremas del sistema solar
Algunos de ustedes ya pueden estar familiarizados con las siguientes comparaciones, pero tómese un momento para pensar qué significan realmente, en relación con las temperaturas normales de la experiencia humana. El sol-para pedir prestado un eufemismo de una entrada anterior-es bastante caliente. Está en su punto más alto en el centro, que alcanza alrededor de veintisiete millones de Fahrenheit (quince millones de Kelvin). En comparación, en realidad tiene menos de diez mil grados Fahrenheit en su superficie (alrededor de 5,700 K).
El centro de la Tierra se encuentra aproximadamente a la misma temperatura que la superficie del sol. Aparte del centro del sol, la parte más caliente de nuestro sistema solar es el núcleo de Júpiter, que, sorprendentemente, es cinco veces más caliente que la superficie del sol.
¿Y el lugar más frío conocido? Eso es en realidad en nuestra propia luna, donde las temperaturas en las sombras de algunos cráteres están solo a treinta Kelvin por encima del cero absoluto. Las temperaturas, medidas por el Orbitador de Reconocimiento Lunar de la NASA, son aún más frías que las de Plutón.
7 Puntos triples
La unidad de temperatura SI es el Kelvin. Las temperaturas utilizadas para definir esto son el cero absoluto, el límite inferior de la temperatura, y lo que se conoce como el punto triple del agua. Un punto triple se define como la temperatura por la cual los tres estados de materia tradicionales de una sustancia existen en un equilibrio. En este punto, la alteración más infinitamente infinita de la temperatura o la presión puede usarse para alterar su estado de una forma u otra.
Para definir un Kelvin, tome la diferencia de temperatura entre el punto triple del agua y el cero absoluto y divídalo por 273.16. El punto triple del agua tiene aplicaciones prácticas limitadas, pero su proximidad al punto de fusión es clave para causar que el cojín acuoso sea necesario para permitir que las personas patinen sobre hielo.
6Los científicos lo descuidaron
Las reglas de la naturaleza que gobiernan la temperatura son conocidas como las Leyes de la Termodinámica. Originalmente solo existía una primera, una segunda y una tercera ley, pero luego los científicos propusieron una cuarta ley. La nueva ley establece que "si dos sistemas están cada uno en equilibrio térmico con un tercer sistema, también están en equilibrio térmico entre sí".
Básicamente, eso significa que si dos objetos no tienen un intercambio neto de calor con un tercer objeto, no lo harían entre sí, que es como los definimos como a la misma temperatura.
Los científicos pronto se dieron cuenta de que esta ley es fundamental para todo el campo de la termodinámica; también se dieron cuenta de que debería haber sido la primera regla que formularon. Como la "primera ley" ya estaba en vigencia, le dieron el debido respeto al llamarla "ley cero". Fue alrededor de 1935, cuando se acuñó la ley, lo que significa que los científicos no lograron definir formalmente lo que significaba la temperatura hasta unos doscientos años después del desarrollo del campo.
Algunas personas han establecido sus hogares en los lugares más improbables. Los lugares habitados permanentemente más fríos del mundo son las ciudades de Oymyakon y Verkhoyansk en Siberia, que hemos mencionado antes. Durante el invierno, las temperaturas promedio de menos de cincuenta grados Fahrenheit.
La ciudad más fría del mundo también está en Siberia. Yakutsk, con una población de 270,000 habitantes, no es mucho más cálido en el invierno que sus primos más pequeños, a menudo cayendo por debajo de menos cuarenta grados Fahrenheit. Pero a la altura del verano, las temperaturas pueden oscilar hasta el otro extremo de la escala, a casi noventa grados Fahrenheit.
La temperatura promedio más alta registrada pertenece a la ciudad abandonada de Dallol, en Etiopía, que registró una temperatura promedio de noventa y seis grados en la década de 1960. El récord de la ciudad más calurosa es Bangkok, con temperaturas promedio del aire por encima de los noventa y tres grados entre marzo y mayo.
Pero el récord para el lugar de trabajo más caliente probablemente va a la mina de oro Mponeng, en Sudáfrica. A dos millas por debajo de la superficie, la temperatura de la roca puede alcanzar los 150 grados Fahrenheit. El hielo debe ser bombeado hacia la mina, y las paredes aisladas con concreto, para permitir que las personas trabajen allí sin perecer.
4La temperatura artificial más fría
Hacer cosas frías ha producido muchos resultados interesantes e importantes en la ciencia. Los seres humanos hacen las cosas más frías que se conocen en el universo, muchos órdenes de magnitud más frías que cualquier cosa que ocurra naturalmente. La refrigeración permite que se alcancen temperaturas de unos pocos miliKelvin. La temperatura más fría alcanzada es ligeramente inferior a cien picoKelvins, o 0.0000000001 K. Es necesario usar un tipo de enfriamiento magnético para alcanzar temperaturas tan bajas. Se pueden lograr temperaturas similares en pequeña escala usando láseres.
A estas temperaturas, la materia se comporta de manera diferente a la forma en que lo hace normalmente (ver el condensado de Bose-Einstein más arriba como ejemplo), un hecho que es clave para revelar las muchas peculiaridades impares de la mecánica cuántica.
3 El universo se está volviendo más frío
Si tuviera que llevar un termómetro al espacio profundo y dejarlo allí, lejos de cualquier fuente de radiación, se leería 2,73 Kelvin, un poco más bajo que menos 454 grados Fahrenheit. Esa es la temperatura más fría que ocurre naturalmente en el universo.
El espacio se mantiene por encima del cero absoluto por la radiación de fondo que queda del Big Bang. Si bien el espacio es muy frío, es interesante observar que uno de los mayores problemas que enfrentan los astronautas es el calor. El metal desnudo de los objetos en órbita puede alcanzar los quinientos grados Fahrenheit (260 C) debido al calor sin impedimentos del sol, y debe cubrirse con recubrimientos especiales para bajar la temperatura de contacto a "solo 250" Fahrenheit (120 C).
El espacio exterior en sí, sin embargo, se está enfriando constantemente. La teoría hace mucho tiempo que predijo esto, y las mediciones recientes han confirmado que el universo se está enfriando aproximadamente un grado cada tres mil millones de años.
Continuará dirigiéndose hacia el cero absoluto, aunque nunca lo alcanzará (una hazaña imposible). El calor de fondo del universo nos hace poca diferencia; El efecto de los cuerpos celestes en nuestro sistema solar y galaxia lo empequeñecen. Entonces, no va a contrarrestar el calentamiento global, en caso de que alguien tenga ideas.
2Teoria calórica
El calor es una propiedad mecánica de la materia. En pocas palabras: cuanto más caliente está una cosa, más energía tienen sus partículas a medida que se mueven. Los átomos en un sólido al rojo vivo vibran más rápidamente que los átomos en una pieza fría de material. Del mismo modo, los que están en un líquido o gas se mueven con una velocidad que depende de qué tan calientes estén. Eso es algo bastante básico, que probablemente aprendió en la escuela secundaria, pero durante cientos de años, hasta fines del siglo XIX, los científicos creían que el calor en sí era una sustancia. Esto se conoce como la teoría calórica.
El gas del "calor", los científicos creían, se evaporaría de una sustancia caliente, enfriándolo así. Fluiría de un objeto caliente a uno más frío. Muchas de las predicciones que surgen de la teoría calórica son verdaderas, y a pesar de este malentendido fundamental fue posible un gran progreso científico. La teoría calórica incluso tuvo defensores hasta fines del siglo XIX, momento en el que la teoría mecánica del calor se estableció sin lugar a dudas.
1 La temperatura de Planck
Esta lista ha hecho muchas menciones de cero absoluto. Incluso lo hemos mencionado antes en Listverse. Pero ¿qué pasa con el otro extremo de la escala? ¿Qué tan calientes pueden ponerse las cosas? La respuesta corta es que no sabemos con certeza; Y es una pregunta a la vanguardia de la física fundamental moderna.
La temperatura más alta comúnmente mencionada en la ciencia se conoce como la temperatura de Planck. Es la temperatura más alta que se cree que ocurrió en el universo, solo una fracción de un momento después del Big Bang. Se trata de 10 ^ 32 Kelvin. Para darle una perspectiva, eso es alrededor de diez mil millones de billones de veces más caliente que la temperatura mencionada anteriormente, que fue 250.000 veces más caliente que el núcleo del sol. Y pensaste que el agua de tu baño estaba caliente. La temperatura de Planck es la temperatura más alta posible, según el modelo estándar. Cualquier ley más caliente y convencional de la física comienza a romperse.
Es posible que la temperatura siga aumentando incluso después de este punto; y simplemente no sabemos qué pasaría si lo hiciera. Cualquier cosa más caliente que eso es básicamente demasiado caliente para existir en nuestro modelo actual de realidad.