磁気冷凍がどのように機能し、それがどのように私たちを救うのかを理解する

家庭用途に応用されるの最大の夢の 1 つは、冷蔵庫や冷凍庫で使用される冷媒化学物質を置き換えることです。そうすれば大気中に放出される汚染物質の量は確かに減るだろう。家庭用電化製品で使用するために研究および開発されている代替手段の 1 つは、エントロピーや磁気熱量効果などの金属の特殊な特性を利用する磁気冷凍です。

磁気冷凍は、エントロピーや磁気熱量効果などの金属の特殊な特性を利用します。

これがどのように機能するかをもう少しよく理解するには、磁石がどのように機能するかを覚えておく必要があります。趣味であれ仕事であれ、ほとんどの人が人生の何らかの状況で磁石を操作したことがありますが、気づかれていないかもしれないことの 1 つは、磁場が熱を発生するということです。これが磁気熱量効果について、もう少し詳しく説明します。

磁石の熱

金属片が何の影響も受けずに静止しているとき、その電子は定義されたパターンなしに移動します。磁石が近づき、金属が磁場の影響を受けると、電子はすべて同じ方向を向くように動きを整えます。これはエントロピーの損失、つまり電子の自由な動きに制限が加えられることです。

電子は方向を変えることができないにもかかわらず、他の方向に移動できるため、この制限は完全ではありません。この場合、原子自体をもう少し激しく振動させることでエントロピーが増加します。この原子の振動は、私たち全員に…熱としてよく知られています。金属片に磁場を加えるだけで発熱します。ほとんどの金属に対する効果は中程度ですが、一部の金属はかなり熱くなる場合があります。

金属片が磁場の影響下にあり、突然取り除かれると、金属は冷却されます。

これは、超伝導体としても使用される人工金属であるガドリニウムの場合です。磁場の影響により、かなりの加熱を受けます。さて、あなたは疑問に思っているかもしれません：金属の加熱が冷蔵庫や冷凍庫とどのような関係があるのでしょうか？答えは簡単です。何かが加熱されるたびに、他の何かを冷却する必要があります。これを有効に活用するための正しい方法を作成するだけです。

クールダウンのためのウォーミングアップ

金属片が磁場の影響下にあり、突然取り外されると、金属は冷却されます。すでに、このアイデアを使用した小型の実験用冷蔵庫がいくつかあります。安定した磁場に置かれた金属に、通常はヘリウムである物質が適用されます。物質は余分な熱を運び去り、金属は冷却され、磁場はオフになります。金属は非常に冷たくなるので、冷却ユニットとして使用できます。

この磁気熱量冷却効果を利用した家庭用冷蔵庫は、大規模に製造販売できるにはほど遠いですが、このシステムが効果的であり、まだ大幅に改善できる可能性があるという事実は、いつか冷蔵庫の使用をやめることができるという希望を与えてくれます。冷蔵庫の食品を冷やすための化学物質。

経由。