برودت شناسي (cryogenics)
مترجم: محمود کريمي شروداني
منبع اختصاصي فارسي: راسخون
منبع اختصاصي فارسي: راسخون
برودت شناسي يعني ايجاد دماهاي بسيار پايين و مطالعه ي پديده ها در آن دماهاست. محدوده ي دماهايي که برودت شناسي با آن ها سروکار دارد، صراحتاً تعريف نشده است. امّا به طور کلي، شامل دماهاي از 238- درجه فارنهايت ( 150- درجه سانتي گراد) تا صفر مطلق(459/67- درجه ي فارنهايت يا 273/15- درجه سانتي گراد) مي شود. سردترين دماهايي که تاکنون به آن ها دست يافته اند به اندازه ي کسري از يک درجه بالاتر از صفر مطلق است.
در دماهاي خيلي پايين مواد مشخصي خواص عجيبي از خود بروز مي دهند. هليم مايع طوري رفتار مي کند که گرانروي يا ويسکوزيته( مقاومت در برابر جاري شدن) ندارد، و رسانايي گرمايي آن چند ده برابر مس يا نقره در دماي اتاق است. برخي فلزات ابر رسانا مي شوند و همه ي مقاومت خود در برابر جريان الکتريکي را از دست مي دهند و جريان به گردش خود از طريق آن ها ادامه مي دهد. حتي پس از آن که منبع قدرت جدا شده باشد. اين خصوصيات و ديگر خصوصيات منحصر به فردي که بوسيله ي سرما ايجاد مي شوند به علم برودت شناسي اهميت کاربردي مي دهند.
يکي از کاربردهاي عمده ي علم برودت شناسي تقطير جزء به جزء هوا جهت توليد اکسيژن، نيتروژن و ديگر گازها است. اين فرآيند نيازمند سردکردن هوا در حد دماهاي خيلي پايين جهت مايع کردن گازهاي درون آن است. گاز طبيعي، اکسيژن، نيتروژن و ديگر گازها اغلب جهت انبار کردن و حمل و نقل تبديل به مايع مي شوند زيرا آن ها در حالت مايع نسبت به حالت گازي حجم خيلي کمتري اشغال مي کنند.
گازهاي مايع شده در فرآيندهاي صنعتي مختلف به عنوان مايع مبرد استفاده مي شوند. در صنعت غذايي از نيتروژن در جهت منجمد کردن سريع غذاها استفاده مي شود. در پزشکي، از آن براي سردکردن وسيله اي سوزن شکل به نام cryoprobe استفاده مي شود. پزشکان از اين وسيله جهت منجمد و نابود کردن انواع خاصي از بافت ها شامل زگيل ها، تومورهاي پوستي و تومورهاي چشمي استفاده مي کنند. از اين دماها همچنين براي نگه داشتن برخي از مواد بيولوژيکي همانند خون کامل و مغز استخوان استفاده مي شود. يکي از راه هاي توليد دماهاي فوق سرد استفاده از مغناطيس است. برخي مواد هنگامي که مغناطيسي شوند، گرم مي شوند و هنگامي که خاصيت مغناطيسي از آن ها گرفته شود، سرد مي شوند که به دماهاي بي نهايت پايين دست خواهند يافت. روش ديگر براي توليد دماهاي فوق سرد فشرده سازي يک گاز، گرفتن گرماي آن به وسيله ي تبريد معمولي و سپس اجازه دادن به گاز جهت انبساط است.
منبع:Howstuffwork.Com
در دماهاي خيلي پايين مواد مشخصي خواص عجيبي از خود بروز مي دهند. هليم مايع طوري رفتار مي کند که گرانروي يا ويسکوزيته( مقاومت در برابر جاري شدن) ندارد، و رسانايي گرمايي آن چند ده برابر مس يا نقره در دماي اتاق است. برخي فلزات ابر رسانا مي شوند و همه ي مقاومت خود در برابر جريان الکتريکي را از دست مي دهند و جريان به گردش خود از طريق آن ها ادامه مي دهد. حتي پس از آن که منبع قدرت جدا شده باشد. اين خصوصيات و ديگر خصوصيات منحصر به فردي که بوسيله ي سرما ايجاد مي شوند به علم برودت شناسي اهميت کاربردي مي دهند.
يکي از کاربردهاي عمده ي علم برودت شناسي تقطير جزء به جزء هوا جهت توليد اکسيژن، نيتروژن و ديگر گازها است. اين فرآيند نيازمند سردکردن هوا در حد دماهاي خيلي پايين جهت مايع کردن گازهاي درون آن است. گاز طبيعي، اکسيژن، نيتروژن و ديگر گازها اغلب جهت انبار کردن و حمل و نقل تبديل به مايع مي شوند زيرا آن ها در حالت مايع نسبت به حالت گازي حجم خيلي کمتري اشغال مي کنند.
گازهاي مايع شده در فرآيندهاي صنعتي مختلف به عنوان مايع مبرد استفاده مي شوند. در صنعت غذايي از نيتروژن در جهت منجمد کردن سريع غذاها استفاده مي شود. در پزشکي، از آن براي سردکردن وسيله اي سوزن شکل به نام cryoprobe استفاده مي شود. پزشکان از اين وسيله جهت منجمد و نابود کردن انواع خاصي از بافت ها شامل زگيل ها، تومورهاي پوستي و تومورهاي چشمي استفاده مي کنند. از اين دماها همچنين براي نگه داشتن برخي از مواد بيولوژيکي همانند خون کامل و مغز استخوان استفاده مي شود. يکي از راه هاي توليد دماهاي فوق سرد استفاده از مغناطيس است. برخي مواد هنگامي که مغناطيسي شوند، گرم مي شوند و هنگامي که خاصيت مغناطيسي از آن ها گرفته شود، سرد مي شوند که به دماهاي بي نهايت پايين دست خواهند يافت. روش ديگر براي توليد دماهاي فوق سرد فشرده سازي يک گاز، گرفتن گرماي آن به وسيله ي تبريد معمولي و سپس اجازه دادن به گاز جهت انبساط است.
منبع:Howstuffwork.Com
/ج
