Cronología de la tecnología de baja temperatura

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La siguiente es una línea de tiempo de baja temperatura tecnología y criogénico tecnología ( de refrigeración hacia abajo a -273,15 ° C, -459,67 ° F o 0 K). ^[1] También enumera hitos importantes en termometría , termodinámica , física estadística y calorimetría , que fueron cruciales en el desarrollo de sistemas de baja temperatura.

Antes del siglo XIX

• C.  1700 aC - Zimri-Lim , gobernante de Mari en Siria, ordenó la construcción de una de las primeras casas de hielo cerca del Éufrates . ^[2]
• C.  500 aC - El yakhchal (que significa "pozo de hielo" en persa) es un antiguo tipo de refrigerador persa. La estructura se formó a partir de un mortero resistente a la transmisión de calor, en forma de cúpula. La nieve y el hielo se almacenaban bajo tierra, lo que permitía efectivamente el acceso al hielo incluso en los meses cálidos y permitía la conservación prolongada de los alimentos . A menudo, un badgir se combinaba con el yakhchal para frenar la pérdida de calor. Los refrigeradores modernos todavía se llaman yakhchal en persa.
• C.  60 d . C. - Héroe de Alejandría conocía el principio de que ciertas sustancias, en particular el aire, se expanden y contraen y describió una demostración en la que un tubo cerrado parcialmente lleno de aire tenía su extremo en un recipiente con agua. ^[3] La expansión y contracción del aire hizo que la posición de la interfaz agua / aire se moviera a lo largo del tubo. Este fue el primer principio establecido del comportamiento del gas frente a la temperatura, y el principio de los primeros termómetros más adelante. La idea podría ser anterior a él aún más ( Empédocles de Agrigentum en su libro Sobre la naturaleza del 460 a. C.).
• 1396 d.C. - Se construyeron almacenes de hielo llamados "Dong-bing-go-tango" (que significa "almacén de hielo del este" en coreano) y Seo-bing-go ("almacén de hielo del oeste") en Han-Yang (actualmente Seúl , Corea). Los edificios albergaban hielo que se recogió del río Han congelado en enero (según el calendario lunar). El almacén estaba bien aislado, proporcionando hielo a las familias reales durante los meses de verano. ^{[ cita requerida ]} Estos almacenes se cerraron en 1898 DC pero los edificios todavía están intactos en Seúl.
• 1593 - Galileo Galilei construye un primer termoscopio moderno . Pero es posible que la invención fuera de Santorio Santorio o de forma independiente en la misma época por Cornelis Drebbel . El principio de funcionamiento se conocía en la Antigua Grecia .
• C.  1611 -1.613 - Francesco Sagredo o Santorio Santorio , puso una escala numérica en un termoscopio.
• 1617 - Giuseppe Biancani publica el primer diagrama claro de termoscopio
• 1638 - Robert Fludd describe el termómetro con una escala, usando el principio del termómetro de aire con columna de aire y agua líquida.
• 1650 - Otto von Guericke diseñado y construido por primera vez en el mundo de la bomba de vacío y creó el mundo del primer al vacío conocido como los hemisferios de Magdeburgo para refutar Aristóteles 's suposición largo declaró que' la naturaleza aborrece el vacío '.
• 1656 - Robert Boyle y Robert Hooke construyeron una bomba de aire con este diseño.
• 1662 - La ley de Boyle ( ley de los gases que relaciona la presión y el volumen) se demuestra usando una bomba de vacío.
• 1665 - Boyle teoriza una temperatura mínima en Nuevos Experimentos y Observaciones que tocan el Frío .
• 1679 - Denis Papin - válvula de seguridad
• 1702 - Guillaume Amontons primero calcula que el cero absoluto es −240 ° C usando un termómetro de aire de su propia invención (1702), teorizando en este punto que el gas alcanzaría volumen cero y presión cero.
• 1714 - Daniel Gabriel Fahrenheit inventó el primer termómetro confiable, usando mercurio en lugar de mezclas de alcohol y agua.
• 1724 - Daniel Gabriel Fahrenheit propone una escala Fahrenheit, que tenía una escala más fina y una mayor reproducibilidad que los competidores.
• 1730 - René Antoine Ferchault de Réaumur inventó un termómetro de alcohol y la escala de temperatura finalmente demostró ser menos confiable que el termómetro de mercurio de Fahrenheit.
• 1742 - Anders Celsius propuso una escala con cero en el punto de ebullición y 100 grados en el punto de congelación del agua. Más tarde se cambió para que fuera al revés, gracias a las aportaciones de la academia de ciencias sueca.
• 1755 - William Cullen usó una bomba para crear un vacío parcial sobre un recipiente de éter dietílico , que luego hirvió , absorbiendo el calor del aire circundante. ^[4]
• 1756 - La primera demostración pública documentada de refrigeración artificial por William Cullen ^[5]
• 1782 - Antoine Lavoisier y Pierre-Simon Laplace inventan el calorímetro de hielo
• 1784 - Gaspard Monge licuó el primer gas que producía dióxido de azufre líquido .
• 1787 - Ley de Charles ( ley de los gases, que relaciona el volumen y la temperatura)

Siglo XIX

• 1802 - John Dalton escribió "la reducibilidad de todos los fluidos elásticos de cualquier tipo, en líquidos"
• 1802 - Ley de Gay-Lussac (Ley de los gases, que relaciona temperatura y presión).
• 1803 - Interno caja de hielo
• 1803 - Thomas Moore de Baltimore, Maryland recibió una patente sobre refrigeración. ^[6]
• 1805 - Oliver Evans diseñó la primera máquina de refrigeración de circuito cerrado basada en el ciclo de refrigeración por compresión de vapor .
• 1809 - Jacob Perkins patentó la primera máquina frigorífica
• 1810 - John Leslie congela el agua en hielo usando una bomba de aire .
• 1811 - la ley de Avogadro una ley de los gases
• 1823 - Michael Faraday licuó amoníaco para causar enfriamiento.
• 1824 - Sadi Carnot - el ciclo de Carnot
• 1834 - Ley de los gases ideales por Émile Clapeyron
• 1834 - Émile Clapeyron caracteriza las transiciones de fase entre dos fases en forma de relación Clausius-Clapeyron .
• 1834 - Jacob Perkins obtiene la primera patente para un sistema de refrigeración por compresión de vapor .
• 1834 - Jean-Charles Peltier descubre el efecto Peltier
• 1844 - Charles Piazzi Smyth propone enfriamiento confortable ^[7]
• c.1850 - Michael Faraday formula la hipótesis de que la congelación de sustancias aumenta su constante dieléctrica.
• 1851 - John Gorrie patentó su máquina de refrigeración mecánica en los EE. UU. Para hacer hielo para enfriar el aire ^{[8] [9]}
• 1852 - James Prescott Joule y William Thomson, primer barón Kelvin descubren el efecto Joule-Thomson
• 1856 - James Harrison patentó un sistema de refrigeración por compresión de vapor líquido de éter y desarrolló la primera sala práctica de fabricación de hielo y refrigeración para su uso en las industrias de elaboración de cerveza y envasado de carne de Geelong , Victoria, Australia.
• 1856 - August Krönig fundamentación simplista de la teoría cinética de los gases .
• 1857 - Rudolf Clausius crea una teoría sofisticada de gases basada en todos los grados de libertad , y también deriva la relación Clausius-Clapeyron de principios básicos.
• 1857 - Carl Wilhelm Siemens , el ciclo de Siemens
• 1858 - Julius Plücker observó por primera vez algún efecto de bombeo debido a una descarga eléctrica.
• 1859 - James Clerk Maxwell determina la distribución de velocidades y energías cinéticas en un gas, explica la propiedad emergente de la temperatura y el calor, y crea una primera ley de mecánica estadística.
• 1859 - Ferdinand Carré - El primer sistema de refrigeración por absorción de gas que utiliza amoniaco gaseoso disuelto en agua (denominado "amoniaco acuoso")
• 1862 - Alexander Carnegie Kirk inventa la máquina de ciclo de aire
• 1864 - Charles Tellier patentó un sistema de refrigeración con dimetiléter.
• 1867 - Thaddeus SC Lowe patentó un sistema de refrigeración que usa dióxido de carbono y en 1869 fabricó una máquina para hacer hielo usando dióxido de carbono seco. El mismo año, Lowe compró un barco de vapor y le instaló un dispositivo de refrigeración con compresor para el transporte de carne congelada.
• 1869 - Charles Tellier instaló una planta de almacenamiento en frío en Francia.
• 1869 - Thomas Andrews descubre la existencia de un punto crítico en los fluidos.
• 1871 - Carl von Linde construye su primera máquina de compresión de amoníaco .
• ca 1873 - Van der Waals publica y propone un modelo de gas real denominado más tarde ecuación de Van der Waals .
• 1875 - Raoul Pictet desarrolla una máquina de refrigeración que utiliza dióxido de azufre para combatir los problemas de alta presión del amoníaco cuando se usa en climas tropicales (principalmente para el envío de carne).
• 1876 ​​- Carl von Linde patentó un equipo para licuar el aire mediante el proceso de expansión y enfriamiento regenerativo de Joule Thomson ^[10]
• 1877 - Raoul Pictet y Louis Paul Cailletet , trabajando por separado, desarrollan dos métodos para licuar el oxígeno .
• 1879 - Máquina Bell-Coleman
• 1882 - William Soltau Davidson instaló una unidad de refrigeración por compresión en el buque de Nueva Zelanda Dunedin
• 1883 - Zygmunt Wróblewski condensa cantidades experimentalmente útiles de oxígeno líquido
• 1885 - Zygmunt Wróblewski publicó la temperatura crítica del hidrógeno como 33 K; presión crítica, 13,3 atmósferas; y punto de ebullición, 23 K.
• 1888 - Loftus Perkins desarrolla la cámara fría " Arktos " para conservar alimentos, utilizando un sistema de absorción de amoníaco temprano.
• 1892 - James Dewar inventa el matraz Dewar de vidrio plateado y aislado al vacío
• 1895 - Carl von Linde solicita la protección de patente del ciclo Hampson-Linde para la licuefacción del aire atmosférico u otros gases (aprobado en 1903).
• 1898 - James Dewar condensa hidrógeno líquido mediante enfriamiento regenerativo y su invención, el matraz de vacío .

Siglo XX

• 1905 - Carl von Linde obtiene oxígeno y nitrógeno líquidos puros .
• 1906 - Willis Carrier patenta la base del aire acondicionado moderno .
• 1908 - Heike Kamerlingh Onnes licua helio .
• 1911 - Heike Kamerlingh Onnes revela su investigación sobre el fenómeno metálico de baja temperatura caracterizado por la ausencia de resistencia eléctrica, llamándolo superconductividad .
• 1915 - Wolfgang Gaede - la bomba de difusión
• 1920 - Edmund Copeland y Harry Edwards usan isobutano en refrigeradores pequeños.
• 1922 - Baltzar von Platen y Carl Munters inventan el enfriador de absorción de 3 fluidos, impulsado exclusivamente por calor.
• 1924 - Fernand Holweck - la bomba Holweck
• 1926 - Albert Einstein y Leó Szilárd inventan el frigorífico Einstein .
• 1926 - Willem Hendrik Keesom solidifica el helio.
• 1926 - General Electric Company presentó el primer frigorífico de compresor hermético.
• 1929 - David Forbes Keith de Toronto, Ontario, Canadá recibió una patente para el Icy Ball que ayudó a cientos de miles de familias durante los años treinta .
• 1933 - William Giauque y otros - Refrigeración por desmagnetización adiabática
• 1937 - Pyotr Leonidovich Kapitsa , John F. Allen y Don Misener descubren la superfluidez utilizando helio-4 a 2,2 K
• 1937 - Frans Michel Penning inventa un tipo de vacuómetro de cátodo frío conocido como medidor Penning
• 1944 - Manne Siegbahn , la bomba Siegbahn
• 1949 - SG Sydoriak, ER Grilly, EF Hammel, primeras mediciones en 3He puro en el rango de 1 K.
• 1951 - Heinz London inventa el principio del frigorífico de dilución.
• 1955 - Concepto de bomba turbomolecular Willi Becker ^[11]
• 1956 - GK Walters, WM Fairbank, descubrimiento de la separación de fases en mezclas de 3He-4He
• 1957 - Bomba de iones Lewis D. Hall, Robert L. Jepsen y John C. Helmer basada en la descarga de Penning
• 1959 - ciclo de Kleemenko
• 1965 - DO Edwards, y otros, descubrimiento de la solubilidad finita de 3He en 4He a 0K
• 1965 - P. Das, R. de Bruyn Ouboter, KW Taconis, refrigerador de dilución de un solo uso
• 1966 - HE Hall, PJ Ford, K. Thomson, refrigerador de dilución continua
• 1972 - David Lee , Robert Coleman Richardson y Douglas Osheroff descubren superfluidez en helio-3 a 0.002 K.
• 1973 - Compresor lineal
• 1978 - Demostración del enfriamiento por láser en los grupos de Wineland y Dehmelt.
• 1983 - Refrigerador de tubo de pulso de tipo orificio inventado por Mikulin, Tarasov y Shkreby 0000-
• 1986 - Karl Alexander Müller y J. Georg Bednorz descubren la superconductividad de alta temperatura
• 1995 - Eric Cornell y Carl Wieman crean el primer ^[12] condensado Bose-Einstein , usando un gas diluido de Rubidio-87 enfriado a 170 nK. Ganaron el Premio Nobel de Física en 2001 por BEC.
• 1999 - DJ Cousins ​​y otros, refrigerador de dilución que alcanza 1,75 mK
• 1999 - El récord mundial actual de temperatura más baja se estableció en 100 picokelvins (pK), o 0,000 000 000 1 de kelvin, al enfriar los espines nucleares en una pieza de metal rodio . ^[13]

Siglo XXI

• 2000 - Se informaron temperaturas de giro nuclear por debajo de 100 pK para un experimento en el Laboratorio de Baja Temperatura de la Universidad Tecnológica de Helsinki en Espoo , Finlandia . Sin embargo, esta era la temperatura de un grado particular de libertad , una propiedad cuántica llamada espín nuclear, no la temperatura termodinámica promedio general para todos los grados posibles de libertad. ^{[14] [15]}
• 2014 - Los científicos de la colaboración CUORE en el Laboratori Nazionali del Gran Sasso en Italia enfriaron un recipiente de cobre con un volumen de un metro cúbico a 0.006 kelvins (-273.144 ° C; -459.659 ° F) durante 15 días, estableciendo un récord para el temperatura más baja del universo conocido en un volumen contiguo tan grande ^[16]
• 2015 - Los físicos experimentales del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) enfriaron con éxito moléculas en un gas de sodio y potasio a una temperatura de 500 nanokelvins, y se espera que exhiba un estado exótico de la materia al enfriar estas moléculas un poco más. ^[17]
• 2015 - Un equipo de físicos atómicos de la Universidad de Stanford utilizó una técnica de lente de ondas de materia para enfriar una muestra de átomos de rubidio a una temperatura efectiva de 50 pK a lo largo de dos dimensiones espaciales. ^[18]
• 2017 - Cold Atom Laboratory (CAL), un instrumento experimental lanzado a la Estación Espacial Internacional (ISS) en 2018. ^[19] El instrumento crea condiciones extremadamente frías en el entorno de microgravedad de la ISS que conducen a la formación de condensados de Bose Einstein que son una magnitud más fría que las que se crean en los laboratorios de la Tierra. En este laboratorio basado en el espacio, se prevé que se puedan alcanzar tiempos de interacción de hasta 20 segundos y temperaturas tan bajas como 1 picokelvin ( K), lo que podría conducir a la exploración de fenómenos mecánicos cuánticos desconocidos y probar algunas de las leyes más fundamentales de la física. . ^{[20] [21]}${\displaystyle 10^{-12}}$

Ver también

• Lista de cronogramas
• Licuefacción de gases
• Historia de la superconductividad
• Historia de la termodinámica
• Cronología de la tecnología de medición de temperatura y presión
• Cronología de termodinámica, mecánica estadística y procesos aleatorios
• Gas industrial

Referencias

1. Martynov, AV (1976). "La terminología de la tecnología de baja temperatura (discusión)". Ingeniería química y petrolera . 12 (5): 470–472. doi : 10.1007 / BF01146769 .
2. Stephanie Dalley (1 de enero de 2002). Mari y Karana: dos antiguas ciudades babilónicas . Gorgias Press LLC. pag. 91. ISBN 978-1-931956-02-4.
3. TD McGee (1988) Principios y métodos de medición de temperatura ISBN 0-471-62767-4 
4. Arora, Ramesh Chandra (30 de marzo de 2012). "Refrigeración mecánica por compresión de vapor". Refrigeración y Aire Acondicionado . Nueva Delhi, India: PHI Learning. pag. 3. ISBN 978-81-203-3915-6.
5. William Cullen, Del frío producido por los líquidos que se evaporan y de algunos otros medios de producir frío, en Ensayos y observaciones Leídos físicos y literarios ante una sociedad en Edimburgo y publicado por ellos, II, (Edimburgo 1756)
6. 1803 - Thomas Moore
7. 1844 - Charles Piazzi Smyth Archivado el 10 de febrero de 2012 en la Wayback Machine.
8. 1851 John Gorrie
9. "Imágenes de patentes" . Consultado el 15 de marzo de 2015 .
10. "aplicación-a1" . Consultado el 15 de marzo de 2015 .
11. Cronología de la ciencia y la tecnología del vacío
12. "Nuevo estado de la materia visto cerca del cero absoluto" . NIST. Archivado desde el original el 1 de junio de 2010.
13. "Récord mundial en bajas temperaturas" . Archivado desde el original el 18 de junio de 2009 . Consultado el 5 de mayo de 2009 .
14. Knuuttila, Tauno (2000). Nuclear Magnetism and Superconductivity in Rhodium. Espoo, Finland: Helsinki University of Technology. ISBN 978-951-22-5208-4. Archived from the original on 2001-04-28. Retrieved 2008-02-11.
15. "Low Temperature World Record" (Press release). Low Temperature Laboratory, Teknillinen Korkeakoulu. 8 December 2000. Archived from the original on 2008-02-18. Retrieved 2008-02-11.
16. "CUORE: The Coldest Heart in the Known Universe". INFN Press Release. Retrieved 21 October 2014.
17. "MIT team creates ultracold molecules". Massachusetts Institute of Technology, Massachusetts, Cambridge.
18. Kovachy, Tim; Hogan, Jason M.; Sugarbaker, Alex; Dickerson, Susannah M.; Donnelly, Christine A.; Overstreet, Chris; Kasevich, Mark A. (2015). "Matter Wave Lensing to Picokelvin Temperatures". Physical Review Letters. 114 (14): 143004. doi:10.1103/PhysRevLett.114.143004.
19. "Coolest science ever headed to the space station". Science | AAAS. 2017-09-05. Retrieved 2017-09-24.
20. "Cold Atom Laboratory Mission". Jet Propulsion Laboratory. NASA. 2017. Retrieved 2016-12-22.
21. "Cold Atom Laboratory Creates Atomic Dance". NASA News. 26 September 2014. Retrieved 2015-05-21.

External links

• Refrigeration History