Физики разработали не потребляющий энергию термостат

Физики разработали не потребляющий энергию термостат

Физики из Фуданьского университета разработали устройство, способное сохранять температуру определенной области почти постоянной не затрачивая на это энергии. Экспериментальный термостат работает в условиях разницы температур с разных сторон. При повышении температуры на одной из границ области на 30 градусов температура термостата изменилась лишь на 1 градус. Новый термостат может найти применение для охлаждения электроники космических аппаратов — разница температур освещенной и неосвещенной сторон космических кораблей может составлять сотни градусов. Исследование опубликовано в журнале , кратко о нем сообщает .

В основе устройства лежит идея о том, что материалы могут изменять свою теплопроводность с температурой. Авторы разрабатывали термостат, находящийся между горячей и холодной областями. С помощью математического моделирования физики выяснили, что с холодной стороны материал термостата должен улучшать свою теплопроводность при температуре выше заданной, но снижать ее при низких температурах. На горячей стороне наоборот — ухудшать проводимость при высоких температурах.

При повышении температуры горячей стороны термостата теплопроводность резко падает. Это позволяет двум областям поддерживать высокую разницу температур между собой и сохранить постоянным поток тепла от горячего края к холодному. Физики сравнивают эту ситуацию с поведением электрического тока: при повышении напряжения (разности потенциалов) между концами цепи достаточно поднять сопротивление и ток станет прежним. Физики разработали не потребляющий энергию термостат

Ученые продемонстрировали идею термостата в эксперименте. Физики пытались сохранить постоянной температуру центральной части тонкой металлической полоски, температурой концов которой можно было управлять. В роли теплопроводящего материала авторы выбрали поперечные (по отношению к полоске) биметаллические ленты, закрепленные с одного конца. Под биметаллическими лентами ученые поместили материал с низкой теплопроводностью.  Физики разработали не потребляющий энергию термостат

Биметаллические ленты при переходе температуры за некоторый предел, изгибались и нарушали непрерывность теплопроводящего канала. За счет этого физики защищали центральную область от избыточного тепла. В эксперименте ученые пытались сохранить температуру центральной области на уровне комнатной (около 20 °C). Нагрев горячей стороны с 47 до 80°C привел к увеличению температуры центральной зоны всего на один градус.

Похожие температурные градиенты могут возникать, например, в компьютерных чипах и многих других устройствах. Авторы надеются, что вскоре новая идея для термостатирования материалов сможет найти коммерческое применение. Один из главных плюсов разработки — энергонезависимость.

.