Новий пристрій, здається, кидає виклик законам термодинаміки

Охолоньте

Закони термодинаміки досить прості: зазвичай тепло від гарячого об'єкта буде переходити до холодного, поки не досягне тієї ж температури, приводячи систему в стан рівноваги.

Тепер фізики з Університету Цюриха (UZH) розробили дивно простий пристрій, описане в п'ятницю в журналі Science Advances, яке, за їхніми словами, тимчасово дозволяє теплу текти від холодного об'єкта до гарячого. Іншими словами, команда визнає, що пристрій, здається, кидає виклик другим законом термодинаміки.

Стояти!

Команді вдалося охолодити шматок міді вагою дев'ять грамів від 100 ° C до 2 ° C при кімнатній температурі без зовнішнього джерела живлення.

Для цього вони використовували елемент Пельтьє, довговічне пристрій без рухомих частин, зазвичай використовуються в таких речах, як міні-бари й самонаповнювальні пляшки з водою, і електричну індуктивність, ток, що генерується змінами в магнітному полі.

Використовуючи шари чергуються типів напівпровідників, елемент Пельтьє передає теплову енергію з одного боку пристрою на іншу. При подачі електричного струму пристрою можуть створювати «теплові коливальні контури», в яких енергія тече між об'єктами, від гарячого до холодного і назад. Коли об'єкт наближається до кімнатної температури, магнітне поле допомагає трохи змінити температуру.

«Теоретично, це експериментальний пристрій може перетворювати киплячу воду в лід без використання енергії», — сказав Андреас Шиллінг, професор фізичного факультету в УЖ.

Холодний старт

Звучить підозріло, як вічний двигун, але дослідники кажуть, що математично ентропія в системі з часом збільшується, тобто технічно вона підпорядковується законам фізики. Так що це не призведе до «безкоштовного обіду» для енергії.

Команда досягла охолодження тільки на 2 ° C нижче кімнатної температури, але, згідно з Шиллінг, теоретично було б можливо досягти охолодження до -47 ° C (-52,6 ° F). Це головне "в теорії», однак, для цього будуть потрібні ще «винайдені» «ідеальні» елементи Пельтьє, а також надпровідні матеріали, щоб мінімізувати втрати енергії.

Проте, потенційні промислові додатки величезні.

«Завдяки цій дуже простої технології великі кількості гарячих твердих, рідких або газоподібних матеріалів можуть бути охолоджені до температури значно нижче кімнатної без будь-якого енергоспоживання», — говорить Шилінг. «На перший погляд, експерименти здаються якоїсь термодинамічної магією, що якоюсь мірою кидає виклик нашим традиційним уявленням про потік тепла».

Джерела: Phys.org