Comprendre le fonctionnement du refroidissement magnétique et comment il peut nous sauver

L'un des grands rêves de la science domestique est le remplacement des produits chimiques réfrigérants utilisés dans les réfrigérateurs et les congélateurs. Cela réduirait certainement la quantité de polluants émis dans l'atmosphère. L'une des solutions de remplacement étudiées et développées pour les appareils ménagers est la réfrigération magnétique, qui utilise les propriétés spéciales des métaux, telles que l'entropie et l'effet magnétocalorique.

La réfrigération magnétique utilise les propriétés spéciales des métaux telles que l'entropie et l'effet magnétocalorique.

Pour mieux comprendre comment cela fonctionne, nous devons nous rappeler le fonctionnement des aimants. Presque tout le monde a manipulé un aimant dans certaines situations de la vie, de manière ludique ou appliquée au travail, mais une chose qui est peut-être passée inaperçue est que les champs magnétiques génèrent de la chaleur. C'est l'effet magnétocalorique que nous expliquerons un peu mieux.

La chaleur des aimants

Lorsqu'un morceau de métal est au repos, sans influence sur lui, ses électrons se déplacent sans motif précis. Lorsqu'un aimant s'approche et que le métal subit l'influence d'un champ magnétique, les électrons alignent leurs mouvements de sorte qu'ils se trouvent tous dans la même direction. C'est une perte d'entropie, c'est-à-dire une limitation imposée au libre mouvement des électrons.

La limitation n'est pas complète car les électrons, bien qu'ils ne puissent pas changer de direction, peuvent se déplacer autrement. Dans ce cas, l'entropie augmente en laissant les atomes vibrer un peu plus violemment. Cette vibration des atomes est plus connue sous le nom de ... chaleur! Appliquez simplement un champ magnétique sur un morceau de métal et il chauffera. L'effet est modéré sur la plupart des métaux, mais certains d'entre eux peuvent devenir très chauds.

Si une pièce de métal est sous l'influence d'un champ magnétique et qu'elle est retirée soudainement, le métal se refroidit.

C'est le cas du gadolinium, un métal artificiel également utilisé en tant que supraconducteur. Sous l'effet d'un champ magnétique, il subit un réchauffement assez important. Maintenant, vous vous demandez peut-être ce que le chauffage d'un métal a à voir avec les réfrigérateurs et les congélateurs. Parce que la réponse est simple: chaque fois que quelque chose est chauffé, quelque chose d’autre a besoin de refroidir, il suffit de créer la bonne méthode pour qu’il soit utilisé à bon escient.

Se réchauffer pour se refroidir

Si une pièce de métal est sous l'influence d'un champ magnétique et qu'elle est retirée soudainement, le métal se refroidit. Il existe déjà quelques petits refroidisseurs de laboratoire qui utilisent cette idée: une substance, généralement de l'hélium, est appliquée sur le métal alors qu'il est inséré dans un champ magnétique stable. La substance enlève la chaleur supplémentaire, le métal se refroidit et le champ magnétique est éteint. Le métal est tellement froid qu'il peut être utilisé comme unité de refroidissement.

Bien que les réfrigérateurs domestiques qui utilisent cet effet de refroidissement magnétocalorique soient loin d'être fabriqués et commercialisés à grande échelle, le fait que ce système semble efficace et peut encore être considérablement amélioré laisse espérer qu'un jour nous pourrons renoncer à des produits chimiques pour nous rafraîchir. nourriture

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Via TecMundo.