前沿拓展:高夫化妆品冰箱排行榜品牌
冰箱家家有,打开你的冰箱冷冻冷藏室,里面通常都会被塞得满满的。
剩菜、剩饭、各种蔬菜、瓜果、牛奶、鸡蛋、熟肉、饮料、巧克力、番茄酱、罐头、茶叶,甚至还有化妆品、美容品,保健品和药材。
但你是否想过,未来的冰箱使用的将不再是制冷剂,而是一根根被扭曲的线绳!
在发表于《科学》杂志的新研究中,南开大学和美国得克萨斯州立大学的合作研究团队验证了“扭热应”的制冷潜力。
No.1 拉伸橡皮筋就可以制热制冷?
还记得中学物理中冰箱制冷的原理吗?冰箱的制冷过程是一个卡诺循环,而其中的关键就是制冷剂:
低温的液态制冷剂在蒸发器中吸收冰箱中的热量并汽化;
蒸汽进入压缩机,被压缩成高压气体后排出;
高压气体进入冷凝器,凝结成高压液体;
液体流经膨胀阀时压力降低,进入蒸发器。
(以上4个步骤周而复始,实现了冰箱内部的制冷。)
但是,液态制冷剂的卡诺率只有60%左右,因此制冷需要消耗大量能源:20%的电能,都用在了冰箱及空调制冷上。此外,目前的制冷工艺还释放了大量温室气体;一旦制冷液泄露,更会直接威胁到生态环境。
寻找更加高、环保的制冷方式,已经成为众多研究团队探索的目标。
1805年,英国实验哲学家约翰·高夫观察到(准确地说,是感受到)弹热应。高夫在幼年时因感染天花而失去了视觉,却拥有了更敏锐的感知能力。
他在拉伸橡皮筋时发现,如果在嘴唇跟前拉伸橡皮筋,嘴唇可以感受到空气的升温;而当橡皮筋弹回,嘴唇感受到的则是一丝凉意。
就这样,高夫发现了该过程中的热量变化。多年后,物理学家詹姆斯·焦耳进一步确认了弹热应。
然而,通过橡胶或其他弹性材料制冷的卡诺率只有32%,而且一根橡胶绳需要被拉长6~7倍,才能产生显著的热量变化,这显然不能令人满意。
No.2 “扭曲”比“拉伸”产生更大能量
怎样在弹热装置的基础上,打造更加实用的制冷装置?南开大学的刘遵峰团队想到了拉伸之外的另一种变化——扭曲。
刘遵峰教授表示,此前在进行人工肌肉等材料研究时,常常对材料施加扭曲力以及解除扭曲力,这一过程恰好伴随了热量的释放与吸收。
研究团队验证了这个想法,他们首先使用天然橡胶纤维进行测试:
固定住橡胶的两端后,在将橡胶拉伸1倍的同时,施加不同程度的扭曲力。
这时,橡胶纤维分别处于如下图所示的四种状态:扭曲、部分螺旋、完全螺旋和超螺旋,四种状态的扭曲幅度依次增加。随后,研究者快速释放扭曲力,并观察该过程中的热量变化。
结果不出所料:扭曲程度越高,橡胶纤维被释放时的降温越。而且,扭热的降温果远超单纯的弹热应,如果仅仅拉伸橡胶,需要将橡胶纤维拉长7倍,才能达到相近的降温果。
至此,研究证实了扭热应在高制冷中的潜力。不过,研究团队并未就此止步,由于橡胶传热较慢、使用寿命有限,研究者继续探索了其他材料在扭热制冷中的表现。
No.3 镍钛合金成功打造“扭热冰箱”!
在这个过程中,他们注意到一个意料之外的现象:相比质地柔软的橡胶材料,坚硬的高分子材料更加耐用!
在这些测试的基础上,研究团队希望找到一种兼具耐用性、导热性与硬度的材料。他们选择了此前弹热应研究中常用的镍钛记忆合金(Ni52.6Ti47.4),一种理论卡诺应达到84%的材料。
刘遵峰团队使用镍钛合金,打造了一个“扭热冰箱”的原型。这个小型冰箱模型中用了3根镍钛记忆合金丝。
装置将3根合金丝的两端固定后同时加捻,随后解捻,完成一个制冷循环。对装置出口处水温的监测显示,这个“扭热冰箱”让水温下降了7.7℃。
尽管扭热应前景喜人,但目前仍有不少问题需要解决。研究团队也正在寻找抗疲劳、导热性更好的复合高分子材料,以提升制冷表现;装置的设计细节有待提升,他们也在尝试开发与实际更接近的冰箱模型。
天天拿橡皮筋拔高发际线的小科君,
这就把皮筋解下来试试!
编辑:铭铭
图片:来自网络
本文编辑自:环球科学
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拓展知识:高夫化妆品冰箱排行榜品牌
冰箱自从被人们发明以来,极大地便利了我们的生活,让我们不再为食物的腐坏所烦恼。目前市场上有许多的冰箱品牌,各种各样的冰箱往往会让消费者无从选择。今天小编就为您带来冰箱十大品牌排名,希望能够对大家选购冰箱有所帮助。
冰箱十大品牌排行榜之一:海尔冰箱
海尔被人们称为世界白色家电,旗下拥有丰富的家电生产线。海尔冰箱多年来,一直处于销量排行榜的前列、目前海尔集团积极走向世界,在国外许多都有着自己的工厂和销售网点。
冰箱十大品牌排行榜之二:惠而浦
惠而浦是一家历史悠久的企业,它成立于1911年,已经有了上百年的冰箱生产经验。国内消费者对它可能不太熟悉,但是它是美国的冰箱生产企业,在其他也有着很高的知名度。
冰箱十大品牌排行榜之三:伊莱克斯
伊莱克斯企业成立于1919年,历史同样很长。伊莱克斯冰箱在国内市场上属于比较高端的冰箱品牌,它有着出色的外形与性能。作为瑞典的冰箱品牌,伊莱克斯冰箱的质量是十分可靠的。
冰箱十大品牌排行榜之四:西门子
西门子家电在国内十分出名,作为一家德国企业,西门子所生产的冰箱一直以可靠的质量而被中国消费者所喜爱。目前西门子冰箱在国内的种类十分丰富,能够充分满足各层次用户对于冰箱的需求。
冰箱十大品牌排行榜之五:三星
三星作为一家生产技术十分先进的企业,其生产的冰箱也应用了陷阱的技术。三星冰箱一向以出色的电脑控制、的节能性能、较低的噪音著称。其在范围内也有着很高的知名度。
冰箱十大品牌排行榜之六:LG
LG同样是韩国企业,LG冰箱在国内的冰箱市场中拥有的份额还是不错的。LG冰箱的造型都十分优美,其内部的布局十分科学,功能众多。
冰箱十大品牌排行榜之七:海信
海信冰箱也是国内的品牌,海信冰箱目前发展稳健,在保鲜技术方面有着独到之处,其冰箱销量虽然不如电视,但也算尚可。
冰箱十大品牌排行榜之八:松下
松下冰箱是来自日本的冰箱品牌,松下集团是世界五百强之一,企业有着雄厚的科研能力,松下冰箱在冰箱压缩机方面的实力不容小觑,极其强大。
冰箱十大品牌排行榜之九:美的
美的冰箱可以说是国内生产线为丰富的冰箱品牌了,无论您有着何种需求,美的冰箱一定可以满足您的需要。
冰箱十大品牌排行榜之十:容声
容声冰箱是广东一家十分的冰箱企业,它有着国内规模大的冰箱生产基地,产品远销海内外。