Techhome

Продаж кондиціонерів, кліматичного обладнання і вбудовуваної побутової техніки. Ціни, продаж і підключення обладнання. Кондиціонування приміщень.

Графік роботи: Пн-Пт: з 9-00 до 18-00

Охолодження без витрат енергії або термодинамічна «магія» в дії

21 Мая 2019
Охолодження без витрат енергії або термодинамічна «магія» в дії

Фізики з Цюріхського університету створили установку, яка теоретично здатна перетворювати воду, що знаходиться на стадії кипіння, в лід, не споживаючи ніякої енергії.

Вона робить можливим тимчасовий перехід тепла від холодного тіла до теплого, не використовуючи зовнішні джерела електроживлення. Цікаво, що спочатку здається, нібито цей процес суперечить основоположним законам фізики.

Вчені змогли охолодити шматок міді вагою в 9 грамів з температурою вище 100°C до рівня значно нижче кімнатної температури без подачі енергії.

«На перший погляд, ці експерименти здаються чимось на зразок термодинамічної магії, що певною мірою ставить під сумнів наші традиційні уявлення про процеси теплообміну», — пояснює професор факультету фізики Цюріхського університету Андреас Шилінг.

Дослідники отримали такі результати, використовуючи термоелектричний охолоджувач Пельтьє, елемент широко застосовується в холодильних установках мінібарів готельних номерів.

Вчені вже використовували цей тип елементів в колишніх експериментах, поєднуючи його з індуктором для створення осцилюючого теплового струму, в якому напрямок теплообміну між двома тілами постійно змінювалося. У таких випадках теплопередача тимчасово здійснюється в напрямку від тіла, що має більш низьку температуру, до тіла з більш високою температурою, що призводить до подальшого охолодження більш холодного тіла. Цей різновид "теплового коливального контуру" фактично включає в себе "тепловий індуктор". Він функціонує за тим же принципом, що і електричний коливальний контур, в якому відзначаються коливання напруги з постійною зміною знака.

Раніше група Шилінга працювала з цими тепловими коливальними контурами, виключно використовуючи джерела живлення. Зараз науковці вперше продемонстрували, що даний вид теплового коливального контуру можна застосовувати «пасивно», тобто, не маючи зовнішніх джерел живлення. Теплові коливання все ще мали місце, і через якийсь проміжок часу фіксувалася передача тепла від більш охолодженої міді до більш гарячої теплової ванні з температурою 22°C, без тимчасового перетворення в інший вид енергії.

Незважаючи на це, вчені також змогли показати, що виявлений феномен насправді не суперечить законам фізики. Як доказ вони розглянули зміну ентропії всієї системи в цілому і продемонстрували, що вона зростає з часом, що повністю узгоджується з другим законом термодинаміки.

У результаті експерименту була досягнута температура охолодження, яка всього лише на 2°C нижче температури навколишнього середовища, і це, головним чином, можна пояснити експлуатаційними обмеженнями використовувався серійного елемента Пельтьє. За словами Шилінга, теоретично в тих же умовах можна досягти позначки охолодження в -47°C, якщо застосувати ідеальний охолоджувач Пельтьє, який ще потрібно створити.

«З допомогою цієї дуже простий технології великі кількості нагрітих речовин, що перебувають у твердому, рідкому і газоподібному станах, можна охолодити до рівня помітно нижче кімнатної температури, не споживаючи при цьому ніякої енергії», — сказав він.

Пасивний тепловий контур можна використовувати як завгодно часто без необхідності підключати його до джерела живлення. Однак, як визнає Шилінг, час широкомасштабного застосування цієї технології настане ще не скоро. Однією з причин цього є недостатня ефективність наявних зараз елементів Пельтьє. Більш того, для нині діючої установки необхідно використання надпровідних індукторів, які повинні звести до мінімуму втрати електрики.


Обратный звонок