Frio

 Nota: Para outros significados, veja Frio (desambiguação).

Frio é a presença de baixa temperatura, principalmente na atmosfera. No uso comum, o frio é muitas vezes uma percepção subjetiva. Um limite inferior para a temperatura é o zero absoluto, definido como 0,00 K na escala Kelvin, uma escala de temperatura termodinâmica absoluta. Isso corresponde a -273,15 °C na escala Celsius, -459,67 °F na escala Fahrenheit e 0,00 °R na escala Rankine.

Um iceberg, que é comumente associado ao frio

Como a temperatura se relaciona com a energia térmica retida por um objeto ou uma amostra de matéria, que é a energia cinética do movimento aleatório das partículas constituintes da matéria, um objeto terá menos energia térmica quando estiver mais frio e mais quando estiver mais quente. Se fosse possível resfriar um sistema até o zero absoluto, todo o movimento das partículas em uma amostra de matéria cessaria e elas estariam em completo repouso no sentido clássico. O objeto pode ser descrito como tendo energia térmica zero. Microscopicamente na descrição da mecânica quântica, no entanto, a matéria ainda tem energia de ponto zero mesmo no zero absoluto, por causa do princípio da incerteza.

Resfriamento

Ver artigo principal: Refrigeração

O resfriamento refere-se ao processo de se tornar frio, ou diminuir a temperatura. Isso pode ser feito removendo o calor de um sistema ou expondo o sistema a um ambiente com uma temperatura mais baixa.^[1]

Os refrigerantes são fluidos usados para resfriar objetos, evitar o congelamento e evitar a erosão em máquinas.^[1]

O resfriamento a ar é o processo de resfriar um objeto expondo-o ao ar. Isso só funcionará se o ar estiver a uma temperatura mais baixa do que o objeto, e o processo pode ser aprimorado aumentando a área de superfície, aumentando a taxa de fluxo de refrigerante ou diminuindo a massa do objeto.^[2]

Outro método comum de resfriamento é expor um objeto ao gelo, gelo seco ou nitrogênio líquido. Isso funciona por condução; O calor é transferido do objeto relativamente quente para o líquido de arrefecimento relativamente frio.^[3]

O resfriamento a laser e o resfriamento evaporativo magnético são técnicas utilizadas para atingir temperaturas muito baixas.^[4][5]

Neve no município de São Joaquim, em Santa Catarina, um dos locais mais frios do Brasil

Efeitos fisiológicos

O frio tem inúmeros efeitos fisiológicos e patológicos no corpo humano, bem como em outros organismos. Ambientes frios podem promover certos traços psicológicos, além de ter efeitos diretos sobre a capacidade de se mover. O tremor é uma das primeiras respostas fisiológicas ao frio. Mesmo em baixas temperaturas, o frio pode perturbar maciçamente a circulação sanguínea. A água extracelular congela e o tecido é destruído. Afeta dedos, dedos dos pés, nariz, orelhas e bochechas com particular frequência. Eles descolorem, incham, bolhas e sangram. A congelação local leva às chamadas frieiras ou mesmo à morte de partes inteiras do corpo. Apenas reações temporárias de frio da pele são sem consequências. À medida que os vasos sanguíneos se contraem, eles ficam frios e pálidos, com menos oxigênio entrando no tecido. O calor estimula a circulação sanguínea novamente e é doloroso, mas inofensivo. A proteção integral contra o frio é particularmente importante para as crianças e para os esportes. Temperaturas frias extremas podem levar a congelamento, sepse e hipotermia, que por sua vez podem resultar em morte.^[6][7]

Mitos comuns

Uma afirmação comum, mas falsa, afirma que o próprio tempo frio pode induzir o chamado resfriado comum. Nenhuma evidência científica disso foi encontrada, embora a doença, juntamente com a gripe e outras, aumente em prevalência com o clima mais frio.^[6][7]

História

História antiga

Nos tempos antigos, o gelo não era adotado para preservação de alimentos, mas usado para resfriar o vinho, o que os romanos também faziam. De acordo com Plínio, o imperador Nero inventou o balde de gelo para resfriar os vinhos em vez de adicioná-lo ao vinho para torná-lo frio, pois o diluiria.^[8]

Por volta de 1700 a.C., Zimri-Lim, rei do Reino de Mari, no noroeste do Iraque, criou uma "casa de gelo" chamada bit shurpin em um local próximo à sua capital, às margens do Eufrates. No século 7 a.C., os chineses usaram casas de gelo para preservar vegetais e frutas. Durante o governo dinástico Tang na China (618-907 d.C.), um documento refere-se à prática do uso de gelo que estava em voga durante a dinastia Chou oriental (770-256 a.C.) por 94 trabalhadores empregados para o "Serviço de Gelo" para congelar tudo, desde vinho a cadáveres.^[8]

Shachtman diz que no século 4 d.C., o irmão do imperador japonês Nintoku deu-lhe um presente de gelo de uma montanha. O imperador ficou tão feliz com o presente que nomeou o primeiro de junho como o "Dia do Gelo" e cerimoniosamente deu blocos de gelo a seus funcionários.^[8]

Mesmo nos tempos antigos, diz Shachtman, no Egito e na Índia, o resfriamento noturno por evaporação da água e radiação de calor, e a capacidade dos sais de diminuir a temperatura de congelamento da água eram praticados. Os povos antigos de Roma e da Grécia sabiam que a água fervida esfriava mais rápido do que a água comum; A razão para isso é que, com a ebulição da água, o dióxido de carbono e outros gases, que são dissuasores do resfriamento, são removidos; mas esse fato não era conhecido até o século 17.^[8]

Do século 17

Shachtman diz que o rei Jaime VI e eu apoiamos o trabalho de Cornelis Drebbel como mágico para realizar truques como produzir trovões, relâmpagos, leões, pássaros, folhas trêmulas e assim por diante. Em 1620, ele fez uma demonstração na Abadia de Westminster ao rei e seus cortesãos sobre o poder do frio.  Em um dia de verão, diz Shachtman, Drebbel criou um frio (baixou a temperatura em vários graus) no salão da Abadia, o que fez o rei tremer e sair correndo do salão com sua comitiva. Este foi um espetáculo incrível, diz Shachtman. Vários anos antes, Giambattista della Porta havia demonstrado na Abadia "jardins de fantasia de gelo, intrincadas esculturas de gelo" e também bebidas geladas para banquetes em Florença. A única referência ao congelamento artificial criado por Drebbel foi de Francis Bacon. Sua demonstração não foi levada a sério, pois foi considerada um de seus truques de mágica, pois não havia aplicação prática na época. Drebbel não revelou seus segredos.^[9]

Shachtman diz que Lord Chancellor Bacon, um defensor da ciência experimental, tentou em Novum Organum, publicado no final da década de 1620, explicar o experimento de congelamento artificial na Abadia de Westminster, embora ele não estivesse presente durante a demonstração, pois "o nitrato (ou melhor, seu espírito) é muito frio e, portanto, o nitrato ou o sal quando adicionados à neve ou ao gelo intensificam o frio deste último, o nitrato adicionando ao seu próprio frio, mas o sal fornecendo atividade à neve fria. Esta explicação sobre os aspectos indutores de frio do nitrato e do sal foi tentada por muitos cientistas.^[10]

Shachtman diz que foi a falta de conhecimento científico em física e química que impediu o progresso no uso benéfico do gelo até uma mudança drástica nas opiniões religiosas no século 17. A barreira intelectual foi quebrada por Francis Bacon e Robert Boyle, que o seguiram nessa busca pelo conhecimento do frio.^[11] Boyle fez extensas experiências durante o século 17 na disciplina do frio, e sua pesquisa sobre pressão e volume foi a precursora da pesquisa no campo do frio durante o século 19. Ele explicou sua abordagem como "a identificação de Bacon de calor e frio como as mãos direita e esquerda da natureza".^[12] Boyle também refutou algumas das teorias discutidas por Aristóteles sobre o frio, experimentando a transmissão do frio de um material para o outro. Ele provou que a água não era a única fonte de frio, mas ouro, prata e cristal, que não tinham teor de água, também podiam mudar para condições de frio severo.^[13]

Século 19

Nos Estados Unidos, de cerca de 1850 até o final do século 19, a exportação de gelo ficou atrás apenas do algodão. A primeira caixa de gelo foi desenvolvida por Thomas Moore, um fazendeiro de Maryland em 1810 para transportar manteiga em uma banheira de madeira oval. A banheira foi fornecida com um forro de metal em seu interior e cercada por um pacote de gelo. Uma pele de coelho foi usada como isolamento. Moore também desenvolveu uma caixa de gelo para uso doméstico com o contêiner construído em um espaço de 6 pés cúbicos (0,17 m³) que foi preenchido com gelo. Em 1825, a colheita de gelo pelo uso de um dispositivo de corte de gelo puxado por cavalos foi inventada por Nathaniel J. Wyeth. Os blocos cortados de gelo de tamanho uniforme eram um método barato de preservação de alimentos amplamente praticado nos Estados Unidos. Também desenvolvido em 1855 foi um dispositivo movido a vapor para transportar 600 toneladas de gelo por hora. Mais inovações se seguiram. Dispositivos que usam ar comprimido como refrigerante foram inventados.^[14]

Século 20

As geladeiras foram amplamente utilizadas de meados do século 19 até a década de 1930, quando a geladeira foi introduzida em casa. A maior parte do gelo consumido municipalmente foi colhida no inverno em áreas cheias de neve ou lagos congelados, armazenado em casas de gelo e entregue no mercado interno à medida que as geladeiras se tornaram mais comuns.^[15]

Em 1913, foram inventados os refrigeradores para uso doméstico. Em 1923, Frigidaire introduziu a primeira unidade independente. A introdução do Freon na década de 1920 expandiu o mercado de refrigeradores durante a década de 1930. Os freezers domésticos como compartimentos separados (maiores do que o necessário apenas para cubos de gelo) foram introduzidos em 1940. Alimentos congelados, antes um item de luxo, tornaram-se comuns.^[15]

Mitologia e cultura

• Niflheim era um reino de gelo e frio primordial com nove rios congelados na mitologia nórdica.^[16]
• O "Inferno no Inferno de Dante" é declarado como Cocytus, um lago congelado onde Virgílio e Dante foram depositados.^[17]

Ver também

• Conforto térmico

Referências

Bibliografia

• Flynn, Thomas (2004). Cryogenics Engineering 2nd ed. [S.l.]: CRC Press. ISBN 0-8247-5367-4
• Fowlie, Wallace. A Reading of Dante's Inferno. [S.l.]: University of Chicago Press. ISBN 978-0-226-25888-1
• Lawrence, Ellen. What Is Climate?. [S.l.]: Bearport Publishing. ISBN 978-1-61772-401-5
• Negi, S.S. (2002). Cold Deserts of India. [S.l.]: Indus Publishing. ISBN 978-81-7387-127-6
• Shachtman, Tom. Absolute Zero and the Conquest of Cold. [S.l.]: Houghton Mifflin Harcourt. ISBN 978-0-547-52595-2
• Toole, S. J. Origin Myth of Me: Reflections of Our Origins Creation of the Lulu. [S.l.]: Lulu.com. ISBN 978-1-329-22607-4

1. «An Introduction to Coolant Technology». coolantexperts.com. Consultado em 15 de fevereiro de 2016. Cópia arquivada em 23 de fevereiro de 2016
2. «Air Cooling». techopedia.com. Consultado em 16 de fevereiro de 2016. Cópia arquivada em 2 de março de 2016
3. «When you add energy to an object and the object warms, what exactly is happening inside the object?». atmo.arizona.edu. Consultado em 16 de fevereiro de 2016. Cópia arquivada em 16 de setembro de 2015
4. «Laser Cooling». hyperphysics.phy-astr.gsu.edu. Consultado em 15 de fevereiro de 2016. Cópia arquivada em 31 de janeiro de 2016
5. «The basic idea of the evaporative cooling is simple.». cold-atoms.physics.lsa.umich.edu. Consultado em 15 de fevereiro de 2016. Cópia arquivada em 9 de dezembro de 2015
6. Ellen Goldbaum (2 de fevereiro de 2016). «Shocked by frostbite amputations, med students take action». UB Reporter. Consultado em 15 de fevereiro de 2016. Cópia arquivada em 4 de março de 2016
7. This is how cold protection works in winter (German) - Alpin 01/2007
8. Shachtman 2000, p. 17.
9. Shachtman 2000, pp. 8-9.
10. Shachtman 2000, pp. 12-13.
11. Shachtman 2000, pp. 18-25.
12. Shachtman 2000, pp. 25-26.
13. Shachtman 2000, p. 28.
14. Flynn 2004, p. 23.
15. «The Story of the Refrigerator». aham.org. Association of Home Appliance Manufacturers. Consultado em 16 de fevereiro de 2016. Cópia arquivada em 5 de março de 2016
16. Toole 2015, p. 118.
17. Fowlie 1981, p. 198.