Con el mayor detalle posible, excluyendo el costo, ¿por qué el enfriamiento con nitrógeno líquido no es viable durante largos períodos de tiempo en las computadoras? ¿Pueden las CPU ‘calentarlo’?

Dos razones:

1. El nitrógeno líquido se vaporiza mucho más fácilmente que el agua líquida: se necesitan alrededor de 200 Kj / Kg para vaporizar LN que ya se ha calentado a su punto de ebullición, mientras que se necesitan alrededor de 2000 Kj / Kg para vaporizar el agua calentada a su punto de ebullición. Por lo tanto, si está utilizando refrigeración LN, debe preocuparse de que LN se convierta en un gas y presurice su sistema hasta que explote.
2. El agua es un líquido a temperatura ambiente normal. LN no lo es. Por lo tanto, no puede simplemente bombear el LN a través de un radiador en una habitación con temperatura normal para mantenerlo fresco: al hacerlo, estaría calentando el LN. Esto significa que necesitaría tener un equipo de refrigeración especial para enfriar su LN, agregando costos y complejidad adicionales al sistema.

ADICIÓN:

El rango de temperatura de funcionamiento para LN también es mucho más estrecho. El LN debe mantenerse en una banda de aproximadamente 14 grados Celsius para permanecer líquido a presiones normales. El agua debe mantenerse en una banda de aproximadamente 100 grados centígrados. Dado que el agua también tiene una mayor capacidad calorífica, suponiendo que su agua esté normalmente a temperatura ambiente (aproximadamente 23 ° C), puede absorber aproximadamente 11 veces más calor antes de alcanzar la temperatura de vaporización que la misma masa de LN podría, si el LN comienza desde su temperatura del líquido más fría en una atmósfera.

Pero se pone peor. La gravedad específica del nitrógeno líquido es de aproximadamente 0,8, por lo que necesita aproximadamente un 25% más de LN en volumen para tener la misma masa. Entonces, para obtener la misma capacidad de absorber calor, necesita alrededor de 13 a 14 veces más volumen en su sistema de enfriamiento … y aún tiene el problema de que necesitará un sistema de enfriamiento secundario para mantener su LN líquido. Sin mencionar las bombas y tubos más grandes que necesitará, la superficie de contacto más grande con cada cosa que se enfría.

Por último, a las temperaturas de LN, el silicio se vuelve muy frágil, ¡tanto que fácilmente acumula microgrietas y puede romperse catastróficamente, con grietas que se extienden a través del material a velocidades de varios kilómetros por segundo!

No estoy seguro de cuál es su objetivo al enfriar su CPU. Si el objetivo es simplemente reducir la acumulación de calor, existen métodos mucho más simples, pero si desea hacer que los componentes eléctricos sean superconductores, entonces elegiría Helio líquido. (Nitrógeno líquido -320 F, Helio líquido -452 F)

Los gases licuados se almacenan en recipientes aislados de vacío de doble pared a presiones relativamente bajas y se vaporizarán con bastante facilidad. necesitaría algún tipo de sistema de recarga automática para reponer el líquido a medida que hierve.