Temperatura mais baixa registrada na Terra - Lowest temperature recorded on Earth

Fotografia aérea da Estação Vostok, o local mais frio diretamente observado na Terra.
A localização da estação Vostok na Antártica

A temperatura natural mais baixa já registrada diretamente ao nível do solo na Terra é −89,2 ° C (−128,6 ° F; 184,0 K) na Estação Soviética Vostok na Antártica em 21 de julho de 1983 por medições no solo.

Em 10 de agosto de 2010, as observações de satélite mostraram uma temperatura de superfície de −93,2 ° C (−135,8 ° F; 180,0 K) a 81,8 ° S 59,3 ° E , ao longo de uma crista entre Dome Argus e Dome Fuji , a 3.900 m (12.800 pés) elevação. O resultado foi relatado na 46ª reunião anual da American Geophysical Union em San Francisco em dezembro de 2013; é uma cifra provisória, podendo ser revista. O valor não está listado como o recorde de temperatura mais baixa, pois foi medido por sensoriamento remoto de satélite e não por termômetros baseados no solo , ao contrário do registro de 1983. A temperatura anunciada reflete a da superfície do gelo, enquanto as leituras do Vostok medem o ar acima do gelo e, portanto, as duas não são diretamente comparáveis. Trabalhos mais recentes mostram muitos locais na alta Antártica onde as temperaturas da superfície caem para aproximadamente −98 ° C (−144 ° F; 175 K). Devido ao gradiente de temperatura muito forte próximo à superfície, isso implica em temperaturas mínimas do ar próximo à superfície de aproximadamente −94 ° C (−137 ° F; 179 K). 81 ° 48′S 59 ° 18′E /  / -81,8; 59,3

Progressão histórica

Em 21 de janeiro de 1838, uma gravação foi feita pelo comerciante russo Neverov em Yakutsk , de -60 ° C (-76 ° F; 213 K). Em 15 de janeiro de 1885, H. Wild relatou que uma temperatura de −68 ° C (−90 ° F; 205 K) foi observada em Verkhoyansk . Uma medição posterior no mesmo local em fevereiro de 1892 foi relatada como −69,8 ° C (−93,6 ° F; 203,3 K). Pesquisadores soviéticos anunciaram posteriormente uma gravação de -67,7 ° C (-89,9 ° F; 205,5 K) em fevereiro de 1933 em Oymyakon , cerca de 650 km (400 mi) a sudeste de Verkhoyansk; esta medição foi relatada por textos soviéticos durante a década de 1940 como um recorde de baixa, com a medição anterior de Verkhoyansk retroativamente ajustada para −67,6 ° C (−89,7 ° F; 205,6 K).

A próxima medição confiável foi feita durante a temporada de 1957 na Estação do Pólo Sul Amundsen-Scott na Antártica , produzindo −73,6 ° C (−100,5 ° F; 199,6 K) em 11 de maio e −74,5 ° C (−102,1 ° F; 198,7 K) em 17 de setembro. O próximo recorde mundial de baixa temperatura foi uma leitura de −88,3 ° C (−126,9 ° F; 184,8 K), medida na Estação Soviética Vostok em 1968, no Planalto Antártico . A Vostok novamente quebrou seu próprio recorde com uma leitura de −89,2 ° C (−128,6 ° F; 184,0 K) em 21 de julho de 1983. Este continua sendo o recorde para uma temperatura registrada diretamente.

Resfriamento de laboratório

Primeiros experimentos

Em 1904, o cientista holandês Heike Kamerlingh Onnes criou um laboratório especial em Leiden, na Holanda, com o objetivo de produzir hélio líquido . Em 1908, ele conseguiu baixar a temperatura para menos de −269 ° C (−452,2 F, 4 K), que é menos de quatro graus acima do zero absoluto . Somente neste estado excepcionalmente frio o hélio se liquefaz, com ponto de ebulição do hélio a -268,94 ° C (-452,092 F). Kamerlingh Onnes recebeu o Prêmio Nobel por sua conquista.

O método de Onnes baseou-se na despressurização dos gases em questão, fazendo com que eles resfriassem por resfriamento adiabático . Isso decorre da primeira lei da termodinâmica;

onde U = energia interna , Q = calor adicionado ao sistema, W = trabalho realizado pelo sistema.

Considere um gás em uma caixa de volume definido. Se a pressão na caixa for maior do que a pressão atmosférica, então, ao abrir a caixa, nosso gás fará um trabalho na atmosfera circundante para se expandir. Como essa expansão é adiabática e o gás funcionou

Agora, à medida que a energia interna diminuiu, também diminuiu a temperatura.

Experimentos modernos

Em novembro de 2000, temperaturas de spin nuclear abaixo de 100 pK foram relatadas para um experimento no Laboratório de Baixa Temperatura da Universidade de Tecnologia de Helsinque . No entanto, essa era a temperatura de um tipo específico de movimento - uma propriedade quântica chamada spin nuclear - não a temperatura termodinâmica média geral para todos os graus de liberdade possíveis. Em temperaturas tão baixas, o conceito de " temperatura " torna-se multifacetado, uma vez que o movimento molecular não pode ser considerado como uma média dos graus de liberdade. O pico de emissão correspondente será em ondas de rádio, ao invés do conhecido infravermelho, portanto, é absorvido de forma muito ineficiente pelos átomos vizinhos, tornando difícil alcançar o equilíbrio térmico.

O Laboratório de Baixa Temperatura registrou uma temperatura baixa recorde de 100 pK , ou 1,0 × 10 −10 K em 1999.

O aparelho atual para atingir baixas temperaturas possui dois estágios. O primeiro utiliza um refrigerador de diluição de hélio para chegar a temperaturas de milicelvinas, depois o próximo estágio usa desmagnetização nuclear adiabática para atingir as picocelvinas.

Temperaturas extremamente baixas são úteis para a observação de fases da mecânica quântica da matéria, como superfluidos e condensados ​​de Bose-Einstein , que seriam interrompidos pelo movimento térmico.

Veja também

Referências

links externos