在如今,冰箱已經是家家戶戶的必備電器。 而基于金屬的特殊屬性和熵理論的某種特點,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制冷冰箱。
神奇的磁熱效應
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,其實不經意間給金屬件加熱了(不是因為體溫的傳導),磁場真的能給金屬升溫,這就是所謂的磁熱效應。
為什么磁場能加熱金屬?
當金屬件不受磁場影響單獨放置在那里,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,換言之,磁場給自由電子施加了一定的約束,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,原子的振動釋放的能量通常被稱為熱量。所以當給金屬附近添加磁場影響時,金屬會被加熱。
磁熱效應能加熱也能制冷
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。目前在許多磁效應實驗室里通過這種方法來冷卻小的物體。通常采用氦氣和磁場聯合制冷,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余的熱量,使金屬冷卻下來,然后撤走磁場,使金屬溫度降低到足以被用作冷卻裝置。
未來冰箱已經被革命,那么輻射供冷呢?
磁制冷已經誕生很長時間了,磁冷卻系統僅僅需要少量甚至不用化學冷卻物質,從理論上講會更加安靜高效。既然未來冰箱已經被革命,那么輻射供冷呢?相信也已經離我們不遠。
輻射制冷原理
輻射供冷是指降低圍護結構內表面中一個或多個表面的溫度,形成冷輻射面,依靠輻射面與人體、家具及圍護結構其余表面的輻射熱交換進行降溫的技術方法。由于輻射供冷系統中輻射傳熱所占份額在50%以上,當采用輻射供冷時室內作用溫度可比傳統空調系統降低 1~2℃。輻射供冷具有節能、舒適性強、污染性小等優點。
|