Matalalämpötiloja

Matalalämpötiloja on yleistermi kuvaamaan lämpötiloja, jotka ovat huomattavasti alhaisempia kuin ympäristön normaali taso. Riippuen kontekstista raja voi vaihdella: meteorologiassa niihin viitataan usein alle 0 °C:n lukemiin, jolloin vesihöyry ja veden jäätyminen vaikuttavat ilmakehän ja maaperän ominaisuuksiin; tieteessä ja tekniikassa matalalämpötilat katetaan myös erittäin alempiin lämpötiloihin, jolloin järjestelmät voidaan ajaa kriogeenisiksi. Kelvin-asteikko on yleisesti käytetty mittayksikkö näissä tilanteissa; nestemäinen typpi (77 K, −196 °C) ja nestemäinen helium (4,2 K, −269 °C) ovat tunnettuja esimerkkejä.

Fysikaaliset vaikutukset: Lämpötilan lasku muuttaa aineiden tilaa ja ominaisuuksia. Vesi voi muuttua jääksi, ja materiaalit voivat haurastua tai menettää lujuutta; tiheys, tilavuus ja viskositeetti muuttuvat. Eristeet ja voiteluaineet toimivat huonosti kylmässä, joten suunnittelussa on kiinnitettävä huomiota eristykseen, laajenemiseen ja epäorgaanisten liuottimien käyttäytymiseen.

Biologiset vaikutukset: Ihmisille matalat lämpötilat voivat aiheuttaa hypotermiaa tai paleltumia. Eläimet ja kasvit sopeutuvat vaihteluihin eri tavoin, mikä ilmenee hengitys- ja aineenvaihduntareittien sopeutumisena sekä kestävyytenä kylmää vastaan.

Sovellukset: Cryogenics, superjohtavuus, biologinen näytteen säilytys sekä elintarvikkeiden ja lääketuotteiden varastointi. Matalalämpötilat ovat keskeisiä monilla tutkimus- ja teollisuusaloilla, joissa hallittu kylmä olotila on välttämätön.