تبرید مغناطیسی: از رویا تا واقعیت
به گزارش تاسیسات نیوز، ممکن است روزی برسد که بتوان یخچال های خانگی را بدون هیچ ماده شیمیایی یا مبرد صنعتی دیگری ساخت.
آنچه نویدبخش این موضوع است، ویژگی خاص فلز و خصوصیت ویژه آنتروپی است.
همه ما وقتی بچه بودیم با آهنربا بازی می کردیم و آنها را روی قطعات بزرگ فلز می گذاشتیم یا از انها برای برداشت قطعات کوچک فلز استفاده می کردیم.
با انجام این کار ما ناخواسته آن قطعات فلز را گرم می کردیم. میدان مغناطیسی در واقع سبب می شوند فلزات گرم شوند. این پدیده اثر مگنتوکالریک نامیده می شود.
وقتی یک قطعه فلز به تنهایی و بدون تاثیر باشد، الکترون های آن به هر طرف می چرخند. وقتی آهنربا نزدیک می شود و فلزات تحت تاثیر میدان مغناطیسی قرار می گیرند، الکترون ها با اسپین ها خود هم تراز شده و کاملا در همان جهت قرار می گیرند.
این همان از دست رفتن آنتروپی یا محدودیتی است که برای حرکت آزاد الکترون وضع می شود. محدودیت کامل نیست. الکترون ها به چرخش در هر راهی می خواهند آزاد نیستند اما می تواند به راه های دیگر بروند.
در این مورد انتروپی با اجازه ارتعاش اتم ها افزایش می یابد. لرزش اتم ها به صورت گرما شناخته می شود.
از یک میدان مغناطیسی برای یک تکه فلز استفاده کنید می بینید که گرم خواهد شد. این اثر در بیشتر فلزات متوسط است اما بعضی مثل گادولینیوم واقعا گرم می شوند.
به نظر می رسد این روش خوبی ب پختن غذا باشد نه خنک کردن آن؛ اما اثر مگنتوکالریک هر دو کار را می کند. اگر یک تکه فلز تحت تاثیر یک میدان مغناطیسی باشد و میدان دور شود، فلز خنک می شود.
بیشتر یخچال های مغناطیسی که در حال حاضر در آزمایشگاه ها برای خنک کردن اشیای کوچک استفاده می شوند، از این روش استفاده می شکنند.
در حالی که فلز تحت تاثیر یک میدان مغناطیسی پایدار است، یک ماده – معمولا هلیوم – برای فلز به کار می رود.
ماده گرمای اضافی را دور می کند، فلز خنک می شود و بعد میدان مغناطیسی دور می شود و فلز را سرد می کند تا حدی که می تواند به عنوان یک واحد خنک کن استفاده شود.
تبرید مغناطیسی مدت های مدیدی است که ابداع شده اما کاربرد خانگی آن هنوز یک رویای بلندمدت است.
این واقعیت که سیستم مل خنک کننده مگنتوکالریک بتواند کارامد و مفید بوده و نیاز به مبردهای شیمیایی کمتر داشته باشد به این معناست که این یک رویای جذاب است.
انتهای خبر