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热力学魔力使冷却无需能耗

2021-07-23 来源:南充机械信息网

热力学魔力使冷却无需能耗

苏黎世大学的物理学家开发了一种非常简单的系统,可以在不提供外部能量的情况下,从寒冷的物体到热物体的短暂运动。有趣的是,该方法最初似乎与物理学的基本法律准则相矛盾。

如果你把一个开水的茶壶放在厨房的桌子上,它可以一步步平静下来涂料在线coatingol.com。然而,它的温度预计不会低于办公桌的温度。正是这种定期的专业知识说明了物理学的许多基本法律准则之一 - 热力学的第二个规则 - 它指出封闭的纯系统的熵应该随着时间的推移而增强。或者,额外的仅仅是:热量可以单独从较热的物体移动到较冷的物体,而从不相反意味着球形。

在室温下冷却

由苏黎世大学(UZH)物理系的Andreas Schilling教授分析小组进行的最新实验的结果似乎乍一看是问题的第二个热力学规则。研究人员设法将一块9克的铜从100°C以上冷却到相当低的室温,没有提供外部能量。“从理论上讲,这种实验装置可以将沸水转化为冰,不使用任何能量,”席林说。

产生振荡的温暖电流

为了实现这一目标,研究人员使用了Peltier因子,例如,通常用于冷却宿舍中的迷你吧的元素。这些组件可以将电流重新转换为温度变化。研究人员已经在早期实验中使用过这种因素,参考电感器,以产生振荡温暖,在此期间,我们两个身体之间的温暖运动永久地改变了路径。在这种状态下,温暖另外短暂地从较冷的物体流向较热的物体,以便较冷的物体被冷却下来。这种“热振荡电路”在冲击中包含一个“热感应器”。它具有与振荡电路相同的方式,

物理定律保持不变

到目前为止,Schilling的员工只使用能源供应来操作这些热振荡电路。研究人员现在已经证明,这种类型的热振荡电路可以“被动地”操作,即没有提供外部能量。尽管如此,仍然会发生热振荡,经过一段时间后,温暖从较冷的铜流到温度为22°C的较热的温水浴缸,而不是简单地重新加工成另一种类型的能量。尽管如此,作者还能够表明该方法并不真正违反物理学的任何法律准则。为了表明这一点,他们想到了整个系统的熵变化,并确认它随着时间的推移而升高 - 完全符合热力学的第二个规则。

尽管如此,潜在的效用距离很远

尽管与实验中的环境温度相比,工作人员仅记录了约2°C的区别,但这主要是因为所使用的工业Peltier因子的效率限制。根据Schilling的说法,如果可以很好地使用“理想的”Peltier因子 - 但是要发明 - 可以在相同的情况下实现高达-47°C的冷却,这将是可以实现的:“有了这个非常简单的技术,大量的热固体,液体或气体材料可以冷却到室温以下,没有任何能源消耗。“

无源热回路可以根据需要通常使用,而不必将其加入到提供的影响中。然而,席林承认这种方法的大规模实用性仍然是一个很好的距离。其中一个动机是目前可获得的Peltier组件不够环保。此外,本设置需要使用超导电感器来减弱电损耗。

已建立的观念受到挑战

UZH物理学家认为这项工作比单纯的“原理证明”检验更为重要:“乍一看,实验似乎是一种热力学的魔力,从而在某种程度上挑战了我们对热流的传统看法。 “

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