¿El frío extremo hace que **todo** sea extremadamente frágil?

Por lo que recuerdo, sí, todo se vuelve quebradizo a temperaturas lo suficientemente bajas. Esto se debe a la transición de frágil a dúctil (BDT - o, a veces, a la inversa como DBT, dúctil a...). Esta transición depende de la temperatura (entre otros (tasa de deformación...)). ¿Puede cada composición alcanzar temperaturas lo suficientemente bajas, o algunas tienen una temperatura de transición por debajo de 0K? Esto también depende de la presión y del estado. Además, el BTD se aplica a los sólidos.

Sin embargo, una cosa a tener en cuenta es que las cosas densas se vuelven muy difíciles de romper, como una pierna de cordero o un plátano. Un plátano suficientemente congelado (nitrógeno líquido) se romperá, pero requiere mucha fuerza. Simplemente dejarlo caer desde uno o dos metros no lo romperá. Necesita ser arrojado o golpeado con algo más duro. Sí, he probado esto. Cuanto más grande sea, más fuerza requerirá. Puedo romper cualquier roca por ti, pero es posible que no tengas el tamaño de martillo que yo necesitaría...

Habiendo dicho eso, la mayor parte de la materia/tejido biológico es principalmente agua, por lo que congelar los ejemplos mencionados daría como resultado alguna forma de hielo. Al menos algo que debería comportarse de manera similar al hielo. La transición DTB se aplica generalmente, como para su escritorio o computadora.

Hasta donde yo sé, la transición BTD no se entiende completamente. Creo que ya no tengo mis notas de clase, y hace tiempo que no tomé una clase sobre esto, así que comenzaría con Wikipedia, pero creo que pronto terminarías en artículos científicos.

En esencia, la fractura frágil se debe a la ruptura directa del enlace que da como resultado la escisión. La fractura dúctil se debe al crecimiento y coalescencia de microhuecos. Clase de temperatura de mapas a tiempo y transferencia de información. A altas temperaturas, las partículas/dislocaciones viajan más rápido y con más facilidad que a temperaturas más bajas. Así, la información (tensión, tensión,...) viaja a través de la muestra. Hay más tiempo para moverse y cambiar para tratar de aliviar el estrés o la tensión aplicada. Entonces, hay tiempo para formar microhuecos y mucho estiramiento. Estos vacíos crecerán y eventualmente se unirán con los vacíos vecinos y así avanzará la fractura.

A bajas temperaturas, muchos o todos los mecanismos dúctiles no tienen tiempo de actuar y, en casos extremos, la fractura avanza localmente por la ruptura de los enlaces más débiles.

En la zona de transición DTB, ambos mecanismos están presentes. Como estos mecanismos son muy básicos y generales, creo que cualquier material debería pasar por una transición de este tipo (suponiendo que la temperatura de transición sea superior a 0K). Por supuesto, con una tenacidad a la fractura variable y... "rompibilidad".

Nota: en el mejor de los casos, estas son conjeturas informadas, no he hecho ningún cálculo o simulaciones al respecto.

@MaxWilliams En primer lugar, esta persona ya estaría muerta ya que todas las funciones del cuerpo habrían cesado, pero eso no es realmente relevante para la pregunta.

Ahora bien, una persona es bastante grande, por lo que necesitaría mucha energía, preferiblemente concentrada. Los explosivos lo harían (y otras cosas), pero usted pidió pistolas. No puedo imaginar de manera realista ninguna pistola para hacer esto. Un punto es que creo que la energía de la bala se disiparía en el cuerpo denso.

Otro punto es que la forma de una persona es bastante alargada (no esférica) por lo que lo que pides son enlaces que se separen con relativa facilidad además de distribuir la energía transversalmente. Estoy suponiendo un tiro en el torso. Tal vez una pistola extremadamente poderosa podría penetrar completamente, tal vez una punta hueca o alguna bala especialmente diseñada crearía más daño explosivo, pero al final, creo que el objetivo es bastante comparable a una estatua de piedra (quizás de hielo), y yo No creas que se rompería tan fácilmente. Definitivamente no como en las películas.

Muchas sustancias orgánicas se vuelven quebradizas a la temperatura del nitrógeno líquido, pero quedan muchas opciones de materiales para, por ejemplo, sellos de vacío, tuberías, contenedores, etc., que no lo son. De hecho, hemos construido sistemas completos de combustible para cohetes a la temperatura del hidrógeno líquido, que conservan la mayoría de sus propiedades mecánicas. Si baja más, el helio permanece líquido por encima de una presión de 2,5 MPa (25 bar), incluso cerca del cero absoluto. Obviamente, un líquido no se puede romper, por lo que bajar la temperatura no es suficiente para hacer que "todo" se rompa.

En cuanto al villano de las películas... terminó cuando su cuerpo se congeló por debajo de los 0 grados centígrados, por supuesto, el resto es solo una broma cinematográfica.

Cosas como la flor y la pierna de cordero se vuelven quebradizas debido a la gran cantidad de agua que contienen. El agua se congela en hielo al enfriarse, que es frágil. Básicamente, la fragilidad está relacionada con la direccionalidad de los enlaces químicos. Los materiales formados por enlaces más direccionales tienden a ser más frágiles. Mientras tanto, tienden a ser más difíciles.

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Falla dúctil y frágil de materiales

Cuando se aplica una tensión a cualquier objeto, se deforma, es decir, cambia de forma y/o tamaño. Esta deformación se denomina elástica si el objeto vuelve a su forma original después de eliminar la tensión aplicada. La deformación que es permanente se llama deformación plástica .

Todos los materiales pueden sufrir solo una cantidad limitada de deformación elástica, después de lo cual se establece una deformación plástica o el material se fractura.

Los materiales que se fracturan sin sufrir ninguna deformación plástica se denominan materiales frágiles. Los ejemplos incluyen el vidrio y la mayoría de los demás materiales cerámicos.

Los materiales dúctiles sufren deformación plástica antes de la fractura. Los ejemplos incluyen aluminio, cobre, acero y muchos metales, así como polietileno, nailon y muchos otros polímeros.

Una serie de factores determinan si un material se va a comportar de manera dúctil o frágil. Entre estos factores se encuentran

• La estructura y composición del material, es decir, cuáles son los átomos que componen el material, cómo se unen entre sí, hay impurezas, etc.

• La velocidad a la que se deforma el material

• La temperatura a la que se deforma el material

Generalmente, las altas tasas de deformación y las bajas temperaturas promueven la fractura frágil. La falla frágil generalmente ocurre muy rápidamente y puede ser catastrófica. Muchos materiales que son dúctiles a altas temperaturas se vuelven quebradizos cuando se enfrían por debajo de una temperatura crítica. Esta temperatura se denomina temperatura de transición dúctil a frágil (DBTT) para metales y temperatura de transición vítrea (Tg) para polímeros.