• Bist 100
    97149
  • Dolar
    5,7635
  • Euro
    6,4297
  • Altın
    279,1970
İstanbul
23 / 31
0530 708 54 54
0530 708 54 54
20 Nisan 2019 Cumartesi 17:24:34 | Son Güncelleme: 20 Nisan 2019 Cumartesi 17:27:51

Bilim insanları ısıyı soğuktan sıcağa doğru geçirmeyi başardılar

Bilim insanları geliştirdikleri cihazla fiziğin temel yasalarına meydan okudu. Fiziğin temel yasalarına aykırı görünse de ısıyı soğuktan sıcağa doğru geçirmeyi başardılar.

Zürih Üniversitesi'ndeki fizikçiler, harici bir güç kaynağı olmadan ısının soğuktan sıcağa doğru geçici olarak akmasını sağlayan inanılmaz derecede basit bir cihaz geliştirdiler.

Mutfak masasına bir demlik kaynar su koyarsanız, su ve demlik yavaş yavaş soğuyacaktır. Bununla birlikte, sıcaklığının masanın sıcaklığının altına inmesi beklenmemektedir. Bu deneyim, fiziğin temel yasalarından birini (yani termodinamiğin ikinci yasasını) gösteren, kapalı bir doğal sistemin entropisinin zamanla artması gerektiğini belirtir. Ya da, daha basit bir ifadeyle: Isı kendiliğinden sadece sıcaktan soğuk bir nesneye akabilir.

Zürih Üniversitesi (UZH) Fizik Bölümünden Prof. Andreas Schilling'in araştırma grubu tarafından yapılan son bir deneyin sonuçları, termodinamiğin ikinci yasasına meydan okumak için ortaya çıkıyor. Araştırmacılar, harici bir güç kaynağı olmadan dokuz gramlık bir bakır parçasını 100 santigrat derecenin üzerinde oda sıcaklığının önemli derecede altına kadar soğutmayı başardılar. Schilling, “Teorik olarak, bu deneysel cihaz, kaynamış suyu herhangi bir enerji kullanmadan buza çevirebilir” diyor.

Bunu başarmak için araştırmacılar, örneğin otel odalarında minibarları soğutmak için yaygın olarak kullanılan bir bileşen olan Peltier öğesini kullandılar. Bu malzeme, elektrik akımlarını sıcaklık farklılıklarına dönüştürebilir. Araştırmacılar, daha önce yapılan deneylerde bu tür bir malzemeyi, bir elektrik indüktörle bağlantılı olarak, iki cisim arasındaki ısı akışının sürekli olarak yön değiştirdiği salınımlı bir ısı akımı oluşturmak için kullanmıştı.

Bu senaryoda, ısı ayrıca soğuktan daha sıcak bir nesneye geçici olarak akar, böylece soğuk nesne daha da soğur. Bu tür bir “termal salınım devresi” etkin bir “termal indüktör” içerir. Gerilimin sürekli değişen bir işaret ile salındığı bir elektrik salınım devresi gibi çalışır.

FİZİK YASALARINA AYKIRI DEĞİL

Schilling'in ekibi sadece bu termal salınım devrelerini bir enerji kaynağı kullanarak çalıştırmıştı. Araştırmacılar, ilk kez bu tür termal salınım devresinin “pasif” olarak da çalıştırılabileceğini, yani harici bir güç kaynağı olmadan çalıştığını gösterdi. Bir enerji kaynağı olmasa dahi termal salınımlar yine meydana geldi ve bir süre sonra, geçici olarak başka bir enerji formuna dönüştürülmeden, doğrudan soğuk bakırdan 22 derecelik bir sıcaklığa sahip daha sıcak bir ısı kaynağına ısıyı aktardı.

Ayrıca araştırmacılar sürecin aslında herhangi bir fizik kanunuyla çelişmediğini de gösterdi. Bunu ispatlamak için, tüm sistemin entropisindeki değişime dikkat ettiler ve zamanla arttığını (termodinamiğin ikinci yasasına göre) gösterdiler.

YERLEŞİK ALGILARIMIZA MEYDAN OKUDU

UZH fizikçisi, çalışmayı yalnızca bir “prensip kanıtı” çalışmasından daha önemli görüyor: “İlk bakışta, deneyler bir tür termodinamik büyüsü gibi görünüyor, bu nedenle bir dereceye kadar, ısı akışının geleneksel algılarımıza meydan okuyor.” dedi.

“POTANSİYEL UYGULAMA İÇİN DAHA UZUN BİR YOLUMUZ VAR”

Ekip, deneydeki ortam sıcaklığına kıyasla sadece yaklaşık 2 derecelik bir fark kaydetmesine rağmen, bunun nedeninin kullanılan ticari Peltier elemanının performans sınırlamalarından kaynaklandığını belirttiler. Schilling'e göre, eğer ideal bir Peltier elemanı olsaydı, teorik olarak aynı koşullar altında eksi 47 dereceye kadar soğutma elde etmek mümkün olacaktı.

Pasif termal devre, bir güç kaynağına bağlamaya gerek kalmadan, istenildiği kadar sık ​​kullanılabilir.

Bununla birlikte, Schilling, tekniğin büyük ölçekli bir uygulamasının kullanılabilmesi için önlerinde daha uzun bir yol olduğunu itiraf ediyor. Schilling bunun bir nedeni şu şekilde açıklıyor, "Şu anda mevcut olan Peltier elemanlarının yeterince verimli olmamasıdır. Ayrıca, mevcut kurulum, elektrik kayıplarını en aza indirmek için süper iletken indüktörlerin kullanılmasını gerektirir."

Çalışma 19 Nisan'da Universty of Zürich Basın bildirisinde yayımlandı.