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La física de los materiales a menos 80 grados Celsius

julio 1, 2021


Es una esperanza firmar. Pfizer anunció que su vacuna Covid-19 podría tener una efectividad del 90 por ciento. Eso realmente podría ayudarnos a superar esta maldita pandemia. Pero hay una trampa. La vacuna se basa en ARNm (ARN mensajero), que lee el ADN en el núcleo de una célula y transporta las instrucciones al citoplasma donde se producen las proteínas. El problema es que el ARNm normalmente es de corta duración. O interactúa con el oxígeno o se pliega sobre sí mismo y luego no hace su trabajo. Entonces, si desea usarlo en una vacuna, debe hacer que el ARNm dure más. Eso significa que debes mantenerlo frío. Realmente frio. La temperatura de almacenamiento estándar para este tipo de vacunas es de –80 grados Celsius. Sí. Entonces, eso significa que tenemos que hablar de cosas frías. Vamos a hacerlo.

¿Qué tan frío es -80 grados Celsius?

Quizás no estés muy familiarizado con las unidades de temperatura en grados Celsius, te escucho. Honestamente, no hay nada realmente malo con la unidad de temperatura Fahrenheit (excepto que nunca recuerdo cómo se escribe). La ventaja de la unidad Celsius es que es más fácil de calibrar. El método original era utilizar el punto de congelación del agua como 0 ° C y el punto de ebullición del agua como 100 ° C. Sin embargo, el valor de 1 ° C se redefinió posteriormente para ser determinado a partir de la Constante de Boltzman—Una constante fundamental que da una relación entre la energía cinética promedio de las partículas y la temperatura de un sistema.

Si conoce dos valores de temperatura correspondientes en ° C y ° F, puede configurar una ecuación que convierta de Celsius a Fahrenheit. También puede usar sus habilidades algebraicas básicas para convertir esto en una ecuación que tome la temperatura en Fahrenheit y la convierta a Celsius. Aquí están esas dos ecuaciones.

Ilustración: Getty Images

Entonces, si pones una temperatura de –80 ° C, obtienes una temperatura de –112 ° F. Sí, hace bastante frío. Pero aquí está mi temperatura favorita: menos 40. Hay dos cosas buenas sobre –40. Primero, no tiene que especificar si está en grados Celsius o Fahrenheit ya que –40 ° C = –40 ° F (continúe y compruébelo usted mismo). La segunda cosa asombrosa de –40 es que es la temperatura en la superficie de Hoth (desde Star Wars V: El Imperio Contraataca). De acuerdo, tal vez no todo el mundo esté de acuerdo con la temperatura en Hoth, pero este es el valor utilizado en el Episodio de Star Wars de Cazadores de mitos así que me voy a quedar con eso.

¿Cómo se bajan las cosas a –80 grados Celsius?

La forma más sencilla de enfriar algo es ponerlo en contacto térmico con otro objeto que esté aún más frío. Pero es posible que no pueda encontrar algo más frío que -80 ° C (aunque hay una opción a la que llegaré en un momento). Eso significa que debe usar un método de enfriamiento diferente. Probablemente el método de refrigeración más común es el mismo que usa su refrigerador. Puede comprender cómo funciona esto con una demostración muy simple con una goma elástica, así que busque una.

Está bien, tienes tu goma elástica (con suerte). Tómelo y estírelo con las manos y manténgalo estirado. Ahora toca tu labio con la banda elástica estirada (que es muy sensible a los cambios de temperatura). Debería sentir que la banda elástica está más caliente que la temperatura ambiente. No dejes que la banda elástica se relaje, solo mantenla estirada por un rato (al menos 30 segundos). Debería volver a enfriarse a temperatura ambiente. La siguiente parte es la mejor. Finalmente, deje que la banda elástica vuelva a su longitud normal. Vuelva a tocarlo en su labio y podrá sentir que la banda elástica ahora está fría.

Entonces, esto es lo que sucedió. Estirar la banda de goma hace que se caliente. Si simplemente deja que vuelva a su longitud original de inmediato, no sucede nada interesante. Sin embargo, al dejar que la banda elástica estirada se enfríe a temperatura ambiente, aún disminuye la temperatura cuando vuelve a su estado relajado, pero ahora termina más fría que la temperatura ambiente.



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