Rubrica: Energia
Titolo o argomento: Principi fisici pratici…
Si tratta di un processo di tipo magneto-termodinamico, ossia un processo nel quale un cambiamento del campo magnetico induce una variazione, reversibile, della temperatura. Il fenomeno si osserva applicando e rimuovendo opportunamente un campo magnetico ad un materiale ferromagnetico (più precisamente parliamo di leghe magnetocaloriche* costituite ad esempio da Gadolinio, Silicio e Germanio oppure da Ferro e Rodio) posto in ambiente isolato (condizione adiabatica).
*Leghe magnetocaloriche dai costi contenuti e dalle proprietà prossime a quelle ideali sono attualmente in fase di studio. La tecnologia dei materiali può fare passi da gigante in questo ambito grazie alle scoperte degli ultimi decenni.
Il materiale ferromagnetico è suddiviso in regioni ognuna delle quali viene denominata dominio magnetico (nell’accezione matematica del termine). Tali regioni hanno la caratteristica di contenere atomi i cui momenti magnetici sono di egual verso e direzione. Ognuna di queste regioni, pertanto, possiede una magnetizzazione uniforme (vedi figura in basso) ma di differente orientamento rispetto alle regioni limitrofe. In linea di massima vi è comunque un orientamento maggiormente ricorrente a seconda della struttura cristallina del materiale.
Quando un campo magnetico viene applicato alla lega magnetocalorica i domini magnetici tendono ad uniformarsi in un unico dominio più grande dove i momenti magnetici degli atomi sono tutti uguali (vedi figura in basso) e il materiale si scalda per la maggiore agitazione molecolare che questo comporta. Ad una diminuzione del campo magnetico precedentemente applicato corrisponde una tendenza alla ri-orientazione libera dei singoli domini magnetici. Tale ri-orientazione dei domini avviene con assorbimento di energia termica ed il materiale, che ricordiamo si trova in ambiente isolato, si raffredda. L’energia termica viene utilizzata proprio per riorientare i momenti magnetici degli atomi.
Continua…
Link correlati
Che cos’è leffetto magnetocalorico?
Refrigerazione magnetica
