20 KJEMI 4 2025 Endringen i Sm er størst nær materialets magnetiske overgangstemperatur (Curie temperatur), hvor det er en stor endring i magnetisering. Derfor er det viktig å utvikle materialer med en Curie temperatur i temperaturområdet man ønsker nedkjølingen å finne sted (altså mellom 77 og 20 K), og dessuten en høy metningsmagnetisering. Endringen i magnetisk entropi, , kan uttrykkes som funksjon av endring i magnetisering (M) som funksjon av temperatur (T) og magnetfelt (H): Fra denne verdien kan man dermed finneendringen i temperatur ved endringen, , temperaturen og varmekapasiteten ved konstant trykk (CP): Denne resulterende endringen i temperatur er endringen du får ved å sette på og fjerne magnetfeltet én gang. Magnetisk nedkjøling Den magnetokaloriske effekten kan brukes i en syklus (venstre i figuren) lignende en kompressor- syklus (høyre i figuren) til å kjøle ned hydrogen væskeform. Syklusen består av fire trinn, som starter ved toppen av figuren: Materialet er umagnetisert og ved omgivelsestemperatur T. Et magnetfelt påføres og magnetiserer materialet, Sm synker, Sl øker, og temperaturen i materialet stiger med . Overflødig varme fjernes, og materialet er nå magnetisert og ved omgivelsestemperatur T. Magnetfeltet fjernes, Sm øker, Sl synker, og temperaturen i materialet synker med . Det kalde materialet kan brukes til å kjøle ned hydrogen. gen i # er størst nær materialets magnetiske overgangstemperatur (Curie temperatur), hvor en stor endring i magnetisering. Derfor er det viktig å utvikle materialer med en Curie atur i temperaturområdet man ønsker nedkjølingen å finne sted (altså mellom 77 og 20 K), og en en høy metningsmagnetisering. Endringen i magnetisk entropi, Δ #, kan uttrykkes som n av endring i magnetisering ( ) som funksjon av temperatur ( ) og magnetfelt ( ): Δ #( , Δ ) = - . ( , )0$,& & ' nne verdien kan man dermed finne endringen i temperatur ved endringen Δ #, temperaturen mekapasiteten ved konstant trykk ( (): Δ = Δ # ( resulterende endringen i temperatur er endringen du får ved å sette på og fjerne magnetfeltet g. netisk nedkjøling agnetokaloriske e?ekten kan brukes i en syklus (venstre i figuren) lignende en kompressor- (høyre i figuren) til å kjøle ned hydrogen væskeform. Syklusen består av fire trinn, som starter pen av figuren: Materialet er umagnetisert og ved omgivelsestemperatur . Et magnetfelt påføres og magnetiserer materialet, # synker, ! øker, og temperaturen i materialet stiger med +Δ . Overflødig varme fjernes, og materialet er nå magnetisert og ved omgivelsestemperatur . magnetfelt påføres et magnetisk materiale, vil de magnetiske momentene innrette seg t med feltet. Dette reduserer # (graden av uorden synker siden momentene ordner seg), og vare totalentropien øker ! (graden av uorden øker ved å øke vibrasjonene i gitteret), som gjør erialet varmes opp. Tilsvarende, når magnetfeltet fjernes spres de magnetiske momentene i tninger, # øker, ! synker, og materialet kjøles ned. Dette er illustrert i figuren nedenfor. en i # er størst nær materialets magnetiske overgangstemperatur (Curie temperatur), hvor en stor endring i magnetisering. Derfor er det viktig å utvikle materialer med en Curie atur i temperaturområdet man ønsker nedkjølingen å finne sted (altså mellom 77 og 20 K), og en en høy metningsmagnetisering. Endringen i magnetisk entropi, Δ #, kan uttrykkes som n av endring i magnetisering ( ) som funksjon av temperatur ( ) og magnetfelt ( ): Δ #( , Δ ) = - . ( , )0$,& & ' ne verdien kan man dermed finne endringen i temperatur ved endringen Δ #, temperaturen mekapasiteten ved konstant trykk ( (): Δ = Δ # ( resulterende endringen i temperatur er endringen du får ved å sette på og fjerne magnetfeltet g. etisk nedkjøling agnetokaloriske e?ekten kan brukes i en syklus (venstre i figuren) lignende en kompressorhøyre i figuren) til å kjøle ned hydrogen væskeform. Syklusen består av fire trinn, som starter pen av figuren: Materialet er umagnetisert og ved omgivelsestemperatur . Et magnetfelt påføres og magnetiserer materialet, # synker, ! øker, og temperaturen i materialet stiger med +Δ . Overflødig varme fjernes, og materialet er nå magnetisert og ved omgivelsestemperatur . # ! Endringen i # er størst nær materialets magnetiske overgangstemperatur (Curie temperatur), hvor det er en stor endring i magnetisering. Derfor er det viktig å utvikle materialer med en Curie temperatur i temperaturområdet man ønsker nedkjølingen å finne sted (altså mellom 77 og 20 K), og dessuten en høy metningsmagnetisering. Endringen i magnetisk entropi, Δ #, kan uttrykkes som funksjon av endring i magnetisering ( ) som funksjon av temperatur ( ) og magnetfelt ( ): Δ #( , Δ ) = - . ( , )0$,& & ' Fra denne verdien kan man dermed finne endringen i temperatur ved endringen Δ #, temperaturen og varmekapasiteten ved konstant trykk ( (): Δ = Δ # ( Denne resulterende endringen i temperatur er endringen du får ved å sette på og fjerne magnetfeltet én gang. Magnetisk nedkjøling Den magnetokaloriske e?ekten kan brukes i en syklus (venstre i figuren) lignende en kompressorsyklus (høyre i figuren) til å kjøle ned hydrogen væskeform. Syklusen består av fire trinn, som starter ved toppen av figuren: 1) Materialet er umagnetisert og ved omgivelsestemperatur . Et magnetfelt påføres og magnetiserer materialet, # synker, ! øker, og temperaturen i materialet stiger med +Δ . 2) Overflødig varme fjernes, og materialet er nå magnetisert og ved omgivelsestemperatur . påføres et magnetisk materiale, vil de magnetiske momentene innrette seg . Dette reduserer # (graden av uorden synker siden momentene ordner seg), og tropien øker ! (graden av uorden øker ved å øke vibrasjonene i gitteret), som gjør es opp. Tilsvarende, når magnetfeltet fjernes spres de magnetiske momentene i øker, ! synker, og materialet kjøles ned. Dette er illustrert i figuren nedenfor. tørst nær materialets magnetiske overgangstemperatur (Curie temperatur), hvor dring i magnetisering. Derfor er det viktig å utvikle materialer med en Curie raturområdet man ønsker nedkjølingen å finne sted (altså mellom 77 og 20 K), og metningsmagnetisering. Endringen i magnetisk entropi, Δ #, kan uttrykkes som i magnetisering ( ) som funksjon av temperatur ( ) og magnetfelt ( ): Δ #( , Δ ) = - . ( , )0$,& & ' kan man dermed finne endringen i temperatur ved endringen Δ #, temperaturen en ved konstant trykk ( (): Δ = Δ # ( e endringen i temperatur er endringen du får ved å sette på og fjerne magnetfeltet dkjøling ske e?ekten kan brukes i en syklus (venstre i figuren) lignende en kompressoren) til å kjøle ned hydrogen væskeform. Syklusen består av fire trinn, som starter en: er umagnetisert og ved omgivelsestemperatur . Et magnetfelt påføres og er materialet, # synker, ! øker, og temperaturen i materialet stiger med +Δ . arme fjernes, og materialet er nå magnetisert og ved omgivelsestemperatur . parallelt med feltet. Dette reduserer # (graden av uorden synker siden momentene ordner seg), og or å bevare totalentropien øker ! (graden av uorden øker ved å øke vibrasjonene i gitteret), som gjør at materialet varmes opp. Tilsvarende, når magnetfeltet fjernes spres de magnetiske momentene i ulike retninger, # øker, ! synker, og materialet kjøles ned. Dette er illustrert i figuren nedenfor. Endringen i # er størst nær materialets magnetiske overgangstemperatur (Curie temperatur), hvor det er en stor endring i magnetisering. Derfor er det viktig å utvikle materialer med en Curie emperatur i temperaturområdet man ønsker nedkjølingen å finne sted (altså mellom 77 og 20 K), og dessuten en høy metningsmagnetisering. Endringen i magnetisk entropi, Δ #, kan uttrykkes som unksjon av endring i magnetisering ( ) som funksjon av temperatur ( ) og magnetfelt ( ): Δ #( , Δ ) = - . ( , )0$,& & ' Fra denne verdien kan man dermed finne endringen i temperatur ved endringen Δ #, temperaturen og varmekapasiteten ved konstant trykk ( (): Δ = Δ # ( Denne resulterende endringen i temperatur er endringen du får ved å sette på og fjerne magnetfeltet én gang. Magnetisk nedkjøling Den magnetokaloriske e?ekten kan brukes i en syklus (venstre i figuren) lignende en kompressorsyklus (høyre i figuren) til å kjøle ned hydrogen væskeform. Syklusen består av fire trinn, som starter ved toppen av figuren: 1) Materialet er umagnetisert og ved omgivelsestemperatur . Et magnetfelt påføres og magnetiserer materialet, # synker, ! øker, og temperaturen i materialet stiger med +Δ . 2) Overflødig varme fjernes, og materialet er nå magnetisert og ved omgivelsestemperatur . eltet fjernes, # øker, ! synker, og temperaturen i materialet synker med −Δ . de materialet kan brukes til å kjøle ned hydrogen. isk (venstre) og konvensjonell (høyre) nedkjølingssyklus. Figuren er laget av Christoph Frommen. denne magnetiske nedkjølingssyklusen raskt og kontinuerlig kan man kjøle ned til dets flytepunkt. Denne syklusen kan dermed erstatte den konvensjonelle usen ved de lave temperaturene hvor denne har en lav virkningsgrad. Illustrasjonsfoto: stock.adobe.com
RkJQdWJsaXNoZXIy MTQ3Mzgy