El ısıtıcıları nasıl çalışır?

Soğuk kış aylarında ellerinizi rahatça sıcak tutmak için eldivenler bile çoğu zaman yeterli değildir. Sözde gizli ısı depolama, termodinamik fenomeni kullanarak bu tür anlarda kısa vadeli bir çözüm sağlayabilir.

Gizli ısı depolama prensibiyle çalışan el ısıtıcıları, genellikle içinde özel bir sıvı ve küçük bir metal plakanın bulunduğu plastik bir torbadan oluşur. Bu metal plakaya bastırır ve böylece deforme ederseniz, kısa bir süre sonra orijinal şekline geri döner – hafif bir çatlama sesi ile birlikte. Aniden sıvı, trombositten başlayarak kristalleşir ve ısı verir.

Bu numara işe yarıyor çünkü sıvı özel bir termodinamik durumda. Çünkü aslında faz değişimi – sıvıdan katıya – çok önceden gerçekleşmiş olmalıydı. Suyun sıfır santigrat derecenin altındaki sıcaklıklarda buza dönüşmesi gibi, el ısıtıcısındaki sıvı da, sıcaklık 58 santigrat derecelik erime sıcaklığının altına düşer düşmez katılaşmalıdır. Köln’deki Alman Havacılık ve Uzay Merkezi’nden Dieter Herlach, “Ancak faz geçişi ertelenebilir” diyor. El ısıtıcısındaki sıvı için durum aynen böyledir. Biri aşırı soğutulmuş bir sıvıdan bahsediyor. ”

Bu fenomen, sözde kristal çekirdekler eksik olduğunda ortaya çıkar. Herlach, “Bu, örneğin başka bir kristal veya kendisi kristal yapıya sahip sıvı kap olabilir” diye açıklıyor. Bu tür yapılar üzerinde ilk kristaller oluşabilir ve bir faz değişimini tetikleyebilir: Kristal büyümesi – sıvı katı hale gelene kadar devam eder.

Bununla birlikte, bir el ısıtıcısında, kristal yapıya sahip olmayan plastik örtü üzerinde veya su ve su içeren tuzların çözeltisinde kristalleşme çekirdekleri yoktur. Bu nedenle sıvı, erime noktasının çok altındaki sıcaklıklarda bile katılaşmaz. Herlach, “Ancak metal plakayı bükerseniz, sıvı içinde bir ses dalgası yayılır ve bu da atomik seviyede yoğunluklara yol açar” diyor. “Böyle bir sıkıştırma, aşırı soğutulmuş sıvının yarı kararlı durumundan bir katı haline değiştiği kristalleşmeyi harekete geçirebilir.”

Bu aşama değişikliği sırasında istenen ısının neden salındığı, bu tür el ısıtıcısının neden gizli ısı depolama olarak adlandırıldığını da açıklar. “Durumlarına bağlı olarak maddeler farklı miktarlarda enerji depolayabilir” diyor Herlach. Bir madde için bu özgül enerji sıvı haldeyken katı haldekinden daha yüksekse, aşırı soğutulmuş eriyikte olduğu gibi fazla enerji salınır. “Kristalleşme sırasında bu gizli ısının açığa çıkması el ısıtıcısının ısınmasına yol açar.”

El ısıtıcısı tamamen katılaştığı anda soğur. Sıcak suda yeniden eritilerek, gizli ısı yeniden sağlanır ve bu daha sonra ısı yastığında depolanır. Gizli ısı depolama sistemi birkaç dakika sonra tekrar kullanıma hazırdır ve soğuk havalarda tekrar rahat bir sıcaklık sağlayabilir.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir