在如今,冰箱已經是家家戶戶的必備電器。而未來,我們或許能夠用上沒有任何化學物質或工業冷卻劑的高效製冷冰箱。
最有希望實現這一目標的理論研究正在金屬的特殊屬性和熵理論的某種特點上進行。
當我們還是孩子時應該都玩過磁鐵。我們可以用棒狀磁鐵吸引大金屬片,再用大金屬片帶起小金屬片。
當我們這樣做時,其實在不經意間給金屬件加熱了,不是因為體溫的傳導。
我們或許能夠用上沒有任何化學物質或工業冷卻劑的高效製冷冰箱
磁場真的能給金屬升溫,這就是所謂的磁熱效應。
磁場真的能給金屬升溫,這就是所謂的磁熱效應
當金屬坐不受磁場影響單獨放置在那裡,它的電子自旋方向是不定的。
當金屬受到磁場影響時,電子會按照同一方向自旋。這會降低熵,換言之,磁場給自由電子施加了一定的約束。磁場約束不是全部的效果。
電子不能進行任意方向的自旋,但可以以其他方式進行移動。原子自身的振動會變得更加劇烈,引起熵增加。原子的振動釋放的能量通常被稱為熱量。
當給金屬附近添加磁場影響,金屬會被加熱。
這一原理對除過釓之類的大多數金屬都適用,確實可以加熱金屬。
這聽起來像是提供了更好的烹飪辦法而不是製冷的手段,但事實上磁熱效應是雙向的。如果一塊金屬持續受到磁場的影響,去掉磁場,金屬便會冷卻下來。
事實上磁熱效應是雙向的
目前在許多磁效應實驗室裡通過這種方法來冷卻小的物體。
通常採用氦氣和磁場聯合製冷,金屬被放置在充滿低壓氦氣(與液氦接觸保持低溫)的穩定磁場中。通過抽出氦氣帶走多餘的熱量,使金屬冷卻下來,然後撤走磁場,使金屬溫度降低到足以被用作冷卻裝置。
磁製冷已經誕生很長時間了
磁製冷已經誕生很長時間了,但應用於家庭還是一個暫時難以實現的夢想。
理論上講,磁冷卻系統會是更加安靜高效的,僅僅需要少量甚至不用化學冷卻物質。磁冷卻冰箱值得我們期待。
