¿Por qué tenemos tecnología para calentar cosas rápidamente (microondas) pero no enfriar las cosas rápidamente?

Termodinámica.

Lo que llamas calor es la rápida vibración y el movimiento de átomos y moléculas. El aumento de calor en este sentido aumenta la entropía y es una cosa fácil de hacer. Reducirlo reduce la entropía y es difícil.

Para calentar algo, solo es necesario agregar energía en cualquier forma. Coloque una taza de agua al lado de una bombilla y se calentará. Llénelo de microondas y se calentará. Muela con lijadora y se calentará.

Sin embargo, para enfriar algo, debe crear una región de calor más baja y permitir que el calor migre a esa región. Dado que el calor tiende a nivelarse con el tiempo debido a la entropía, mantener la región de temperatura más baja requiere un esfuerzo constante. Ponga hielo en una taza de agua y se enfriará, pero solo hasta que se derrita, entonces el calor se filtrará de la habitación y restablecerá el equilibrio.

La forma en que funciona un horno de microondas es colocando la comida en una caja de metal cerrada y haciendo rebotar la energía electromagnética en su interior hasta que se absorbe. La mayoría de las microondas atraviesan objetos sólidos, pero si los hace rebotar el tiempo suficiente, eventualmente serán absorbidos y calentarán la comida.

Sin embargo, no existe una forma conocida o teorizada de revertir este proceso. Los objetos calientes emitirán espontáneamente fotones de luz infrarroja y, por ese medio, se enfriarán, pero eso es cierto para todos los objetos, por lo que un objeto solo puede enfriarse hasta el equilibrio con su entorno por ese medio. Eso funciona muy bien para una sonda espacial que necesita deshacerse del calor eléctrico residual en órbita alrededor de Marte, pero no tan bien para un refresco que desea enfriar por debajo de la temperatura ambiente.

Si tuviéramos una manera de estimular una lata de refresco para que irradie energía (ya sea como infrarrojos o en alguna otra longitud de onda), entonces, en teoría, podríamos crear un "refrigerador de microondas", pero hasta donde sabemos hoy, las leyes de la naturaleza no No nos da ninguna forma de hacer eso, e incluso si lo hicieran, probablemente arrojaríamos más calor residual en el refresco de lo que podría irradiar de todos modos, ya que parte de la señal de inducción inevitablemente sería absorbida.

Entonces… estamos estancados. Podemos usar una bomba de calor adiabática para sacar el calor de una caja y poner nuestra soda en la caja, o usar un semiconductor de efecto Peltier para sacar el calor de la caja, o usar uno de varios otros métodos más exóticos para sacar el calor. de la caja, pero no importa cómo lo hagamos, el calor fluirá constantemente hacia la caja, y parte de la energía que usamos se perderá como calor residual, y la caja con nuestra soda solo se enfriará terriblemente debajo de la habitación está sentado.

E incluso si hacemos todo el trabajo con anticipación y creamos un disipador de calor efectivo (nitrógeno líquido, por ejemplo), todavía no tenemos forma de enfriar rápidamente un objeto desde el interior de la forma en que podemos calentar alimentos con microondas. Si sumerge una lata de refresco en un balde de nitrógeno líquido, el exterior se congelará mientras que el interior todavía está líquido y terminará con una lata rota.

La única forma de enfriar algo rápidamente sin congelar el exterior es mediante un intercambiador de calor. Si canaliza su refresco a través de bucles de tubería de metal sumergidos en un baño de hielo salado, puede enfriarlo a la temperatura de beber tan rápido como lo bombea a través de la tubería, pero eso no es ni eficiente ni práctico ni el tipo de solución que está buscando. :

Un lector ha señalado que una empresa argentina parece estar promocionando un producto de venta de enfriamiento rápido que supera el límite de velocidad de conducción térmica por convección: una lata de refresco se carga en una pinza en el extremo de un eje. Un escudo desciende para proteger al cliente mientras la lata gira en contacto con un disipador de calor de algún tipo. La inercia dentro de la lata provoca una corriente que lleva el calor desde el interior de la lata al exterior, retrasando la formación de hielo y enfriando simultáneamente el contenido:

La máquina supuestamente puede enfriar una lata de cerveza o refresco en 30 segundos, pero nuevamente, esto no es exactamente un "refrigerador de microondas". Además, no es un gran producto, ya que la máquina requiere energía y solo se enfría uno a la vez y parece tener más atractivo como novedad que como competencia seria para una máquina expendedora tradicional, y también compite directamente con los artículos. como Spin-Chill, que hace exactamente lo mismo en un factor de forma portátil de campo:

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