Refreden un objecte sense gastar energia, contradient les lleis de la termodinàmica

Un aparell experimental fabricat per investigadors de la Universitat de Zuric aconsegueix un fet teòricament impossible

Aquest experiment pot refredar objectes freds sense fer servir energia addicional, una cosa aparentment impossible

Aquest experiment pot refredar objectes freds sense fer servir energia addicional, una cosa aparentment impossible | Andreas Schilling, UZH

Un equip de físics de la Universitat de Zuric, a Suïssa, han construit un aparell molt senzill però que aconsegueix que la calor flueixi temporalment d’un objecte fred a un de més calent sense cap font d’energia externa, un fet que, si més no en aparença, contradiu unes lleis de la física tan fonamentals com són les de la termodinàmica.

Tal com podem observar habitualment, fins als objectes més quotidians o als nostres mateixos cossos, quan un objecte calent i un de fred entren en contacte, el calent s’anirà refredant sense arribar a estar mai per sota de la temperatura de l’objecte fred. Aquest exemple mostra quina és la segona llei de la termodinàmica: l’entropia d’un sistema natural tancat incrementa a mesura que passa el temps, és a dir, la calor passa dels objectes calents als freds però mai a l’inrevés. L’experiment dut a terme a Suïssa però, contradiu aquest principi, si més no en aparença. Els investigadors van aconseguir refredar una peça de nou grams de coure de 100ºC a una temperatura significativament més baixa que la de l’habitació on es trobava… sense fer servir cap font d’energia. Així, si més no en teoria, l’aparell que van idear per fer això podria congelar aigua bullent sense fer servir energia.

Per aconseguir-ho, els físics van fer servir el que es coneix com a refrigerador Peltier, un element comú en aparells com ara els minibars de les habitacions d’hotel i que té la propietat de transformar el corrent elèctric en diferències de temperatura. Aquest component, que ja havia estat emprat en altres experiments sobre inducció elèctric per crear corrents oscil·lants de calor per fer anar la transferència de calor d’un cantó a l’altra perpètuament, també es pot fer servir perquè la calor es transmeti de l’objecte fred al calent perquè es refredi encara més. Aquest “circuit termal oscil·lant” fundiona, en essència, de la mateixa manera que un circuit elèctric oscil·lant, on el voltatge va canviant de signe constantment.

Fins aleshores, l’equip de la Universitat de Zuric només havia fet servir aquests circuits termals oscil·lants fent servir una font d’energia, però ara ha demostrat que poden funcionar “passivament”. Tot i això, en examinar el procés sencer, els físics van arribar a la conclusió que, en realitat, l’entropia del sistema augmentava amb el temps i que, per tant, la segona llei de la termodinàmica continuava complint-se.

El canvi de temperatura del coure respecte la temperatura ambient va ser només de 2ºC però, segons els físics, això només es deu a les limitacions del refrigerador Peltier que van fer servir i, en teoria, Així, en teoria, es podria aconseguir que la temperatura del coure baixés fins els -47ºC en les mateixes condicions, sempre i quan es fes servir un refrigerador Peletier “ideal”, és a dir, perfecte i inexistant. Si existís, doncs amb una tecnologia tan simple grans quantitats de sòlids, líquids o gasos es podrien refredar molt més enllà de la temperatura ambient sense consumir energia. Tot i això, les aplicacions comercials d’aquest descobriment encara són molt lluny de fer-se realitat, no només per l’eficiència dels refrigeradors Peltier actuals sinó també per la necessitat de fer servir inductors superconductius per minimitzar la pèrdua d’electricitat.

Nou comentari