Forstå hvordan magnetisk kjøling fungerer og hvordan den kan redde oss

En av de største drømmene til hjemmevitenskap er erstatning av kjølemiddelkjemikalier som brukes i kjøleskap og frysere. Dette vil absolutt redusere mengden miljøgifter som slippes ut i atmosfæren. Et av de mulige alternativene som er studert og utviklet for bruk i husholdningsapparater er magnetisk kjøling, som bruker spesielle egenskaper til metaller som entropi og magnetokalorisk effekt.

Magnetisk kjøling bruker spesielle egenskaper til metaller som entropi og magnetokalorisk effekt.

For bedre å forstå hvordan dette fungerer, må vi huske hvordan magneter fungerer. Nesten alle har manipulert en magnet i en situasjon i livet, enten lekent eller brukt på jobb, men en ting som kan ha gått upåaktet hen er at magnetfelt genererer varme. Dette er den magnetokaloriske effekten som vi vil forklare litt bedre.

Varmen fra magneter

Når et stykke metall er i ro, uten innflytelse på det, beveger det seg elektronene uten et bestemt mønster. Når en magnet nærmer seg og metallet kommer under påvirkning av et magnetfelt, justerer elektronene bevegelsene sine slik at de alle er i samme retning. Dette er et tap av entropi, dvs. en begrensning som er plassert i den frie bevegelsen av elektroner.

Begrensningen er ikke fullført fordi elektroner, selv om de ikke kan endre retning, kan bevege seg på andre måter. I dette tilfellet øker entropien ved å la atomene selv vibrere litt mer voldsomt. Denne vibrasjonen av atomer er mest populært kjent for oss alle som ... varme! Bare bruk et magnetfelt på et metallstykke, så vil det varme opp. Effekten er moderat på de fleste metaller, men noen av dem kan bli veldig varme.

Hvis et stykke metall er under påvirkning av et magnetfelt og plutselig blir fjernet, avkjøles metallet.

Dette er tilfellet med gadolinium, et kunstig metall som også brukes som en superleder. Under virkningen av et magnetfelt gjennomgår det ganske betydelig oppvarming. Nå lurer du kanskje på: Hva har oppvarming av metall å gjøre med kjøleskap og frysere? Fordi svaret er enkelt: hver gang noe blir oppvarmet, trenger noe annet å kjøle seg ned, bare lage den rette metoden for at den skal brukes godt.

Varmer opp for å kjøle seg ned

Hvis et stykke metall er under påvirkning av et magnetfelt og plutselig blir fjernet, avkjøles metallet. Det er allerede noen få små laboratoriekjøler som bruker denne ideen: Et stoff, vanligvis helium, påføres metallet mens det settes inn i et stabilt magnetfelt. Stoffet tar bort den ekstra varmen, metallet avkjøles og magnetfeltet er slått av. Metallet blir så kaldt at det kan brukes som kjøleenhet.

Selv om hjemmekjøleskap som bruker denne magnetokaloriske kjøleeffekten langt fra produseres og markedsføres i stor skala, er det faktum at dette systemet ser effektivt ut og fremdeles kan forbedres kraftig, håp om at vi en dag kan gi opp kjemikalier for å avkjøle våre egne. mat.

Tror du kjøleskap som bruker magnetisk kjøling kan bli populær en dag? Kommenter TecMundo Forum

Via TecMundo.