Майбутнє домашніх холодильників: магнітне охолоджування

90 Views Comment Off

Вони будуть функціонувати на базі магнітних систем охолодження, які, у свою чергу, будуть використовувати приблизно такі ж магніти, з якими багато хто з нас грали в дитинстві – чіпляли їх до великим металевих об’єктів і піднімали за допомогою них маленькі металеві об’єкти.

У цих моментах ми насправді несвідомо нагрівали ці металеві предмети. І не просто тому, що тримали ці предмети в своїх гарячих руках. Справа в тому, що магнітні поля можуть нагрівати метал. І це явище називається магнітокалоричним ефектом.

Коли метал знаходиться в стані спокою і на нього не впливають зовнішні подразники, то його електрони рухаються в будь-яких можливих напрямках. Проте варто піднести до нього магніт, і метал потрапляє під вплив магнітного поля – електрони фактично шикуються в ряд в одному і тому ж напрямку. Ця зміна ентропії, або, іншими словами, обмеження електронів у можливості вільного руху.

Однак це обмеження є не постійним. Так, тепер електрони не можуть рухатися в будь-яких напрямках, в яким їм «хочеться», проте в інших напрямках вони рухатися все ж можуть. В даному випадку ентропія зростає шляхом підвищення вібрації атомів. А вібрація атомів, а точніше енергія їх вібрації, або руху, носить більш узагальнену назву – теплота. Тому якщо ми підносимо до металу магніт, він починає нагріватися. Ефект нагрівання при використанні більшості металів практично незначний, проте є метали, які в такому випадку нагріваються дуже сильно. До таких металів відноситься, наприклад, гадоліній.

Здавалося б, магнітокалоричний ефект більше підходить для готування їжі, а не для її заморозки. Однак цей ефект може мати і зворотну дію. Якщо шматочок металу знаходиться під впливом магнітного поля і це поле потім прибирають, то метал починає охолоджуватися.

Більшість магнітних холодильників, що проходять зараз випробування в наукових лабораторіях, можуть охолоджувати таким методом невеликі об’єкти. На метал, що знаходиться під впливом магнітного поля, наноситься спеціальна субстанція, найчастіше гелій. Ця субстанція забирає надмірне тепло, метал охолоджується, а потім забирається магнітне поле, що робить метал дуже холодним. Досить холодним, щоб його можна було використовувати в якості охолоджувача.

Принцип магнітного охолодження відомий досить давно, проте його використання в домашніх умовах здається поки нездійсненною мрією. Будемо сподіватися, що в кінцевому підсумку можливості магнітних систем охолодження, їх ефективність, безшумність і знижена потреба у використанні хімічних холодоагентів одного разу зможуть вивести їх на ринок.

... ... .
In : Техно

Related Articles

404