Razumejte, kako deluje magnetno hlajenje in kako nas lahko reši

Ena največjih sanj domače znanosti je zamenjava hladilnih kemikalij, ki se uporabljajo v hladilnikih in zamrzovalnikih. To bi gotovo zmanjšalo količino onesnaževal, ki se sproščajo v ozračje. Ena izmed možnih alternativ, ki je bila raziskana in razvita za uporabo v gospodinjskih aparatih, je magnetno hlajenje, ki uporablja posebne lastnosti kovin, kot sta entropija in magnetokalorični učinek.

Magnetno hlajenje uporablja posebne lastnosti kovin, kot sta entropija in magnetokalorični učinek.

Če želimo bolje razumeti, kako to deluje, se moramo spomniti, kako delujejo magneti. Skoraj vsi so v nekaterih življenjskih situacijah manipulirali z magnetom, bodisi igrivo ali na delo, toda ena stvar, ki je morda ostala neopažena, je, da magnetna polja proizvajajo toploto. To je magnetokalorični učinek, ki si ga bomo razložili nekoliko bolje.

Toplota magnetov

Ko je kovina v mirovanju in nanjo nima vpliva, se njeni elektroni premikajo brez točno določenega vzorca. Ko se magnet približa in kovina pride pod vpliv magnetnega polja, elektroni poravnajo svoje gibe, tako da so vsi v isti smeri. To je izguba entropije, to je omejitev prostega gibanja elektronov.

Omejitev ni popolna, saj se elektroni, čeprav ne morejo spremeniti smeri, premikajo na druge načine. V tem primeru se entropija poveča, tako da lahko sami atomi vibrirajo nekoliko bolj silovito. Ta vibracija atomov nam je najbolj znana kot ... toplota! Preprosto nanesite magnetno polje na kos kovine in se bo segrelo. Učinek je na večini kovin zmeren, nekatere pa se lahko zelo segrejejo.

Če je kos kovine pod vplivom magnetnega polja in se nenadoma odstrani, se kovina ohladi.

To je primer gadolinija, umetne kovine, ki se uporablja tudi kot superprevodnik. Pod učinkom magnetnega polja se podvrže precej znatnemu segrevanju. Zdaj se morda sprašujete: Kaj ima ogrevanje kovine s hladilniki in zamrzovalniki? Odgovor je preprost: vsakič, ko se nekaj segreje, se mora nekaj drugega ohladiti, samo ustvarite pravo metodo, da se lahko dobro uporablja.

Ogrevanje, da se ohladi

Če je kos kovine pod vplivom magnetnega polja in se nenadoma odstrani, se kovina ohladi. Obstaja že nekaj majhnih laboratorijskih hladilnikov, ki uporabljajo to idejo: Snov, navadno helij, se nanese na kovino, medtem ko je vstavljena v stabilno magnetno polje. Snov odvzame dodatno toploto, kovina se ohladi in magnetno polje se izklopi. Kovina se tako ohladi, da jo lahko uporabljamo kot hladilno enoto.

Čeprav domačih hladilnikov, ki uporabljajo ta magnetnokalorični hladilni učinek, še zdaleč ni mogoče izdelati in tržiti v velikem obsegu, pa dejstvo, da je ta sistem videti učinkovit in ga je še vedno mogoče zelo izboljšati, daje upanje, da se bomo lahko nekega dne odrekli kemikalijam, da bomo ohladili svoje. hrana.

Ali menite, da bodo hladilniki, ki uporabljajo magnetno hlajenje, lahko postali priljubljeni nekega dne? Komentar na TecMundo forumu

Preko TecMundo.