Cryogenics, production and application of low-temperature phenomena.
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a gama de temperaturas criogénicas foi definida de -150 °C (-238 °F) a zero absoluto (-273 °C ou -460 °F), A temperatura a que o movimento molecular chega tão perto quanto teoricamente possível de cessar completamente. Temperaturas criogênicas são geralmente descritas na escala absoluta ou Kelvin, na qual o zero absoluto é escrito como 0 K, sem um sinal de grau. A conversão dos Celsius para a escala Kelvin pode ser feita adicionando 273 à escala Celsius.,as temperaturas criogénicas são consideravelmente mais baixas do que as encontradas nos processos físicos normais. Nestas condições extremas, tais propriedades dos materiais como força, condutividade térmica, ductilidade e resistência elétrica são alteradas em maneiras de importância teórica e comercial. Como o calor é criado pelo movimento aleatório das moléculas, materiais a temperaturas criogênicas estão tão perto de um estado estático e altamente ordenado quanto possível.,
Criogenica teve seu início em 1877, o ano em que o oxigênio foi primeiramente resfriado até o ponto em que se tornou um líquido (-183 °C, 90 K). Desde então, o desenvolvimento teórico da criogenia tem sido ligado ao crescimento da capacidade dos sistemas de refrigeração. Em 1895, quando se tornou possível atingir temperaturas tão baixas quanto 40 K, o ar foi liquefeito e separado em seus principais componentes; em 1908 o hélio foi liquefeito (4,2 K). Três anos mais tarde, foi descoberta a propensão de muitos metais super—resfriados a perder toda a resistência à eletricidade—o fenômeno conhecido como supercondutividade., Nas décadas de 1920 e 1930, temperaturas próximas ao zero absoluto foram alcançadas, e em 1960 os laboratórios poderiam produzir temperaturas de 0,000001 K, um milionésimo de um grau Kelvin acima do zero absoluto.
temperaturas abaixo de 3 K são usadas principalmente para trabalhos de laboratório, particularmente pesquisas sobre as propriedades do hélio. O hélio liquefaz-se a 4,2 K, tornando-se o que é conhecido como hélio I. A 2.,19 K, no entanto, torna-se abruptamente hélio II, um líquido com uma viscosidade tão baixa que pode literalmente rastejar pelo lado de um vidro e fluir através de buracos microscópicos muito pequenos para permitir a passagem de líquidos comuns, incluindo o hélio I. (O Hélio I e o hélio II são, é claro, quimicamente idênticos.) Esta propriedade é conhecida como superfluidez.a mais importante aplicação comercial de técnicas de liquefação de gás criogênico é o armazenamento e transporte de gás natural liquefeito (GNL), uma mistura composta em grande parte de metano, etano e outros gases combustíveis., O gás Natural é liquefeito a 110 K, fazendo-o contrair até 1/600% do seu volume à temperatura ambiente e tornando-o suficientemente compacto para um transporte rápido em petroleiros especialmente isolados.as temperaturas muito baixas também são usadas para preservar os alimentos de forma simples e barata. Os produtos são colocados num tanque selado e pulverizados com azoto líquido. O nitrogênio imediatamente vaporiza, absorvendo o conteúdo de calor do produto.
na criocirurgia um bisturi ou sonda de baixa temperatura pode ser usado para congelar tecidos pouco saudáveis. As células mortas resultantes são então removidas através de processos corporais normais., A vantagem deste método é que congelar o tecido em vez de cortá-lo produz menos sangramento. Um bisturi resfriado por nitrogênio líquido é usado na criocirurgia; ele provou ser bem sucedido na remoção de amígdalas, hemorróidas, verrugas, cataratas e alguns tumores. Além disso, milhares de pacientes foram tratados para a doença de Parkinson congelando as pequenas áreas do cérebro que se acredita serem responsáveis pelo problema.a aplicação da criogenia também se estendeu aos veículos espaciais. = = Ligações externas = = , o ônibus espacial Columbia foi lançado com a ajuda de propulsores de hidrogênio líquido/oxigênio líquido.das propriedades especiais dos materiais resfriados a temperaturas extremas, a supercondutividade é a mais importante. Sua principal aplicação tem sido na construção de eletroímanes supercondutores para aceleradores de partículas. Estas grandes instalações de pesquisa requerem campos magnéticos tão poderosos que eletromagnetos convencionais poderiam ser fundidos pelas correntes necessárias para gerar os campos., O hélio líquido resfria para cerca de 4 K o cabo através do qual as correntes fluem, permitindo que correntes muito mais fortes fluam sem gerar calor por resistência.