Scopri come funziona il raffreddamento magnetico e come può salvarci

Uno dei più grandi sogni della scienza della casa è la sostituzione delle sostanze chimiche refrigeranti utilizzate nei frigoriferi e nei congelatori. Ciò ridurrebbe sicuramente la quantità di inquinanti emessi nell'atmosfera. Una delle possibili alternative che è stata studiata e sviluppata per l'uso negli elettrodomestici è la refrigerazione magnetica, che utilizza proprietà speciali dei metalli come l'entropia e l'effetto magnetocalorico.

La refrigerazione magnetica utilizza proprietà speciali di metalli come l'entropia e l'effetto magnetocalorico.

Per capire meglio come funziona, dobbiamo ricordare come funzionano i magneti. Quasi tutti hanno manipolato una calamita in qualche situazione della vita, giocosamente o applicata al lavoro, ma una cosa che potrebbe essere passata inosservata è che i campi magnetici generano calore. Questo è l'effetto magnetocalorico che spiegheremo un po 'meglio.

Il calore dei magneti

Quando un pezzo di metallo è a riposo, senza alcuna influenza su di esso, i suoi elettroni si muovono senza uno schema definito. Quando un magnete si avvicina e il metallo subisce l'influenza di un campo magnetico, gli elettroni allineano i loro movimenti in modo che siano tutti nella stessa direzione. Questa è una perdita di entropia, cioè una limitazione posta alla libera circolazione degli elettroni.

La limitazione non è completa perché gli elettroni, sebbene non possano cambiare direzione, possono muoversi in altri modi. In questo caso, l'entropia aumenta consentendo agli stessi atomi di vibrare un po 'più violentemente. Questa vibrazione di atomi è popolarmente conosciuta da tutti noi come ... calore! Basta applicare un campo magnetico su un pezzo di metallo e si surriscalda. L'effetto è moderato sulla maggior parte dei metalli, ma alcuni di essi possono diventare molto caldi.

Se un pezzo di metallo è sotto l'influenza di un campo magnetico e improvvisamente viene rimosso, il metallo si raffredda.

È il caso del gadolinio, un metallo artificiale utilizzato anche come superconduttore. Sotto l'effetto di un campo magnetico, subisce un riscaldamento abbastanza considerevole. Ora ti starai chiedendo: cosa c'entra il riscaldamento di un metallo con frigoriferi e congelatori? Perché la risposta è semplice: ogni volta che qualcosa si riscalda, qualcos'altro deve raffreddarsi, basta creare il metodo giusto per essere utilizzato.

Scaldarsi per rinfrescarsi

Se un pezzo di metallo è sotto l'influenza di un campo magnetico e improvvisamente viene rimosso, il metallo si raffredda. Esistono già alcuni piccoli dispositivi di raffreddamento da laboratorio che usano questa idea: una sostanza, solitamente elio, viene applicata al metallo mentre viene inserita in un campo magnetico stabile. La sostanza toglie il calore extra, il metallo si raffredda e il campo magnetico viene spento. Il metallo diventa così freddo che può essere usato come unità di raffreddamento.

Sebbene i frigoriferi domestici che utilizzano questo effetto di raffreddamento magnetocalorico siano lungi dall'essere fabbricati e commercializzati su larga scala, il fatto che questo sistema appaia efficace e possa ancora essere notevolmente migliorato fa sperare che un giorno possiamo rinunciare alle sostanze chimiche per raffreddare la nostra. cibo.

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Via TecMundo.