价廉物美的冰箱_趣味物理-查字典物理网

价廉物美的冰箱

查字典物理网 2012-12-29

既然声音可以转化为光，那么把它“驯服”后用来制冷也就没有什么值得大惊小怪的了。若干年后，所谓的声热冰箱将会进入我们的家庭。从现实角度出发，这种冰箱会更加便宜，无须特殊的保养和维修，也不使用对臭氧层有害的氟利昂作为冷却液。这就是声波为什么能在制冷王国中备受青睐的原因（当然，至今这还是一种美好的愿望而已）。冰箱的心脏是一根充有氦、氩、氙等混合气体的金属管，管子的中间部分略粗，一端封闭，另一端与一个发声装置相连，这种发声装置就是一块振荡板，类似于扬声器，但功率要大得多。当振荡板振动时，封闭在管中的气体原子所受到的压力会达到20个大气压，这样它们便前后振动，产生增压波和减压波。这有点像人在一个塑料袋中呼吸，使袋子一会儿膨胀，一会儿缩小。管子内部温度的变化随压力的变化而变化。这种现象其实并不新鲜：给某种气体迅速加压，气体分子获得动能，气体温度便会升高；相反，如果使气体迅速膨胀，那么它的温度则会下降。遵循这一原理，声热冰箱的温度就会交替变化，其频率可达每秒200多次。同时，气体在管中流动，会经过一组多孔材料制成的过滤层，通过它，气体可以被迅速过滤。这样，当气体压缩时，温度升高，与多孔材料的一端接触，释放出热能；而当气体膨胀时，则流到管子的另一端，并在那里吸收热量（也就是使接触到的物体冷却）。最后，热量被“泵压”到管子的一端，而管子的另一端则保持低温。这与一台普通冰箱是一样的，即冷却气体在蛇形管内运行，与贮存食品的空间接触，吸收它们的热量。而在我们的声热冰箱中也需要一种冷却液的循环以吸收聚集的热量，但这一次却不会给臭氧层造成任何威胁，因为声热冰箱所用冷却液以水为基础物质。“能够制冷的声音”目前正处于许多研究中心的实验阶段，其中便包括美国洛斯阿拉莫斯国家实验室和普杜大学实验室。该技术将不仅用来制造空调和便携式冰箱，还可用于对电脑元件的冷却。