¿Es posible crear una bomba de congelación, en lugar de una que genere calor?

Answer 1

Interesante pregunta.

Hay dos problemas principales aquí. Primero se debe a la termodinámica. No puede esperar que el calor fluya de un objeto más frío a uno más caliente. Necesitas forzarlo a abandonar el calor. Si quisieras crear una región de temperatura más baja, necesitarías usar energía para hacerlo realidad.

Por ejemplo, una nevera produce más energía térmica, en total, de la que absorbe el contenido del interior. Una bomba congelada liberaría necesariamente una cantidad neta positiva de energía, al igual que una bomba convencional.

Uno puede pensar en separar la congelación y el aspecto de la bomba. ¿Qué tal congelar algunas cosas a una temperatura realmente baja (a expensas de la energía que en realidad se libera en general) en una instalación remota, luego empacar esas cosas y dejarlas caer sobre tu enemigo? Eso funcionaría, por supuesto, pero me temo que no sería muy efectivo.

La transferencia de energía entre materiales depende fundamentalmente de la diferencia de temperatura. Cuanto mayor es la diferencia, se intercambia más calor. Con tu bomba, lo que quieres hacer no es solo darle a los soldados enemigos una brisa refrescante, idealmente quieres que se congelen en su lugar. Esto significa que desea robarles una gran cantidad de energía térmica.

Pero aquí encontramos el segundo problema: estamos viviendo en un mundo que tiene alrededor de 300 K de calor. Eso no es mucho. La mayor diferencia de temperatura que puede lograr con una ‘bomba de congelación’ es como máximo 300 K. ¿Qué pasa con una bomba convencional? Bueno, realmente no hay límite superior. Miles de grados, decenas de miles de grados, incluso millones de grados son posibles. La destrucción causada por el material calentado hasta un millón de Kelvin está en una escala completamente diferente de lo que podría hacerse con una ‘bomba de congelación’.

Answer 2

Es posible, pero la utilidad de tal cosa es cuestionable (la ausencia de “bombas de congelación” en el mundo sugeriría que este es el caso).

Si un recipiente liviano se llenara con una gran cantidad de producto químico de bajo punto de ebullición que es líquido bajo presión, y el recipiente se rompió por una carga de corte y / o estallido de la caja, entonces se produciría una congelación local intensa a medida que el producto químico se evapora y transporta el calor lejos como el “calor de vaporización”, enfriando las cosas hasta el punto de ebullición del líquido.

Hay una serie de refrigerantes de fluorohidrocarburos que podrían usarse de esta manera.

El fluoroetano, por ejemplo, tiene un punto de ebullición de -37.1 C y un calor de vaporización de 890 kJ / kg. Un problema es que el fluoroetano produce una mezcla de gases inflamables / explosivos con el aire, por lo que la “gran congelación” podría convertirse rápidamente en una bola de fuego que no se congela tanto.

Los compuestos más altamente fluorados son menos combustibles pero también tienen calores de vaporización más bajos. El 1,1,1,2-tetrafluoroetano, por ejemplo, no arde en absoluto, sino que solo tiene un calor de vaporización de 217 kJ / kg. Su punto de ebullición es -26.3 C.

Otra cosa a considerar sobre este dispositivo es que también sería una bomba de asfixia. El peso molecular de estos gases es alto y, al ser frío, será especialmente denso y, por lo tanto, creará una capa libre de oxígeno cerca del suelo hasta que se dispersen.

Tenga en cuenta que los “aerosoles de congelación” para el ajuste electrónico o mecánico de piezas, y para fines médicos, funcionan de esta manera. El 1,1,1,2-tetrafluoroetano es un compuesto utilizado en tales aerosoles.