Aquest article o secció no
cita les fonts o necessita més referències per a la seva
verificabilitat .
A temperatura ambient el gadolini s'escalfa si se li aplica adiabà ticament un camp magnètic, i es refreda quan se'n treu el camp. L'efecte magnetocalòric es refereix a la propietat dels materials de canviar la temperatura en ser sotmesos a canvis adiabà tics de camp magnètic aplicat o, altrament, de canviar l'entropia en ser sotmesos a canvis isotèrmics de camp magnètic aplicat.
L'efecte fou descobert pels fÃsics P. Weiss i A. Piccard l'any 1917, que foren els primers a evidenciar-lo experimentalment i en dotar-lo d'una explicació termodinà mica satisfactòria en mesurar els canvis de temperatura (1.7 °C) sota aplicació adiabà tica d'un camp magnètic (1.5T) al nÃquel, efecte van anomenar fenomen magnetocalòric .[ 1] P. Debye i W. Giauque proporcionen a l'efecte una explicació fonamental més completa.[ 2]
L'efecte magnetocalòric és la base per a l'assoliment de temperatures molt baixes mitjançant refrigeració magnètica. Aquest procés és conegut altrament com a desmagnetització adiabà tica.
Prenem el diferencial del canvi d'entropia del sistema magnètic[ 3]
d
S
=
(
∂ ∂ -->
S
∂ ∂ -->
T
)
H
d
T
+
(
∂ ∂ -->
S
∂ ∂ -->
H
)
T
d
H
{\displaystyle dS=\left({\frac {\partial S}{\partial T}}\right)_{H}dT+\left({\frac {\partial S}{\partial H}}\right)_{T}dH}
On S és l'entropia del sistema, T la temperatura i H el camp magnètic aplicat. Fent ús de les relacions de Maxwell , substituïm les derivades involucrades en l'equació (1), obtenint aixÃ,
d
S
=
C
p
,
H
T
d
T
+
(
∂ ∂ -->
M
∂ ∂ -->
T
)
H
d
H
{\displaystyle dS={\frac {C_{p,H}}{T}}dT+\left({\frac {\partial M}{\partial T}}\right)_{H}dH}
On Cp,H és la capacitat calorÃfica del sistema i M és la magnetització.
AixÃ, per un procés d'aplicació adiabà tica d'un camp magnètic el canvi d'entropia és nul (dS=0 ) i de l'equació (2) se n'obté obté el canvi de temperatura:
Δ Î” -->
T
a
d
=
∫ ∫ -->
0
H
′
− − -->
T
C
p
,
H
(
∂ ∂ -->
M
∂ ∂ -->
T
)
H
d
H
{\displaystyle \Delta T_{ad}=\int _{0}^{H'}-{\frac {T}{C_{p,H}}}\left({\frac {\partial M}{\partial T}}\right)_{H}dH}
Mentre que si el camp magnètic s'aplica isotèrmicament (dT=0 ), mitjançant l'equació (2) s'obté el següent canvi d'entropia:
Δ Î” -->
S
i
s
o
=
∫ ∫ -->
0
H
′
(
∂ ∂ -->
M
∂ ∂ -->
T
)
H
d
H
{\displaystyle \Delta S_{iso}=\int _{0}^{H'}\left({\frac {\partial M}{\partial T}}\right)_{H}dH}
Refrigeració
Sistemes generals Accessoris i altres
