Forstå, hvordan magnetisk køling fungerer, og hvordan det kan redde os

En af de største drømme om hjemmevidenskab er udskiftning af kølemiddelkemikalier, der bruges i køleskabe og frysere. Dette ville bestemt mindske mængden af ​​forurenende stoffer, der udsendes i atmosfæren. Et af de mulige alternativer, der er blevet undersøgt og udviklet til brug i husholdningsapparater, er magnetisk køling, der bruger specielle egenskaber af metaller såsom entropi og magnetokalorisk effekt.

Magnetisk køling bruger specielle egenskaber af metaller såsom entropi og magnetokalorisk effekt.

For bedre at forstå, hvordan dette fungerer, skal vi huske, hvordan magneter fungerer. Næsten alle har manipuleret en magnet i en eller anden situation i livet, enten legende eller anvendt til arbejde, men en ting, der måske er gået upåagtet hen, er at magnetiske felter genererer varme. Dette er den magnetokaloriske effekt, som vi vil forklare lidt bedre.

Varmen fra magneter

Når et stykke metal er i ro uden indflydelse på det, bevæger dets elektroner sig uden et bestemt mønster. Når en magnet nærmer sig, og metallet kommer under påvirkning af et magnetfelt, justerer elektronerne deres bevægelser, så de alle er i samme retning. Dette er et tab af entropi, dvs. en begrænsning, der er placeret i den frie bevægelse af elektroner.

Begrænsningen er ikke fuldstændig, fordi elektroner, selvom de ikke kan ændre retning, kan bevæge sig på andre måder. I dette tilfælde forøges entropien ved at lade atomerne selv vibrere lidt mere voldsomt. Denne vibration af atomer er mest populært kendt for os alle som ... varme! Bare påfør et magnetfelt på et stykke metal, så opvarmes det. Virkningen er moderat på de fleste metaller, men nogle af dem kan blive meget varme.

Hvis et stykke metal er under påvirkning af et magnetfelt og pludselig fjernes, afkøles metallet.

Dette er tilfældet med gadolinium, et kunstigt metal, der også bruges som en superleder. Under virkningen af ​​et magnetfelt gennemgår det en ganske betydelig opvarmning. Nu undrer du dig måske: Hvad har opvarmning af et metal med køleskabe og frysere at gøre? For svaret er enkelt: hver gang noget opvarmes, er der noget andet, der er nødt til at køle ned, bare oprette den rigtige metode til, at det kan bruges godt.

Opvarmning for at køle ned

Hvis et stykke metal er under påvirkning af et magnetfelt og pludselig fjernes, afkøles metallet. Der er allerede et par små laboratoriekølere, der bruger denne idé: Et stof, normalt helium, påføres metallet, mens det indsættes i et stabilt magnetfelt. Stoffet fjerner den ekstra varme, metallet afkøles, og magnetfeltet er slukket. Metallet bliver så koldt, at det kan bruges som en køleenhed.

Selvom hjemmekøleskabe, der bruger denne magnetokaloriske køleeffekt, langt fra er produceret og markedsført i stor skala, er det faktum, at dette system ser effektivt ud og kan stadig forbedres kraftigt, håb om, at vi en dag kan opgive kemikalier til at køle vores egne. mad.

Tror du køleskabe, der bruger magnetisk køling, kan blive populære en dag? Kommentar til TecMundo Forum

Via TecMundo.