圧力熱量物質

圧熱量物質は、圧力の変化に対して強力で可逆的な熱反応を示すという特徴があります。多くは、圧力の増加により、無秩序な状態から秩序立った硬い状態へと固体から固体への相変化を伴い、熱を放出します。圧熱量固体は固体から固体への相変化を起こします。^[1]圧熱量物質の1つは、相変化を伴わずに熱を処理します。天然ゴムです。^[2]

圧力熱量効果は、金属間化合物の場合は 200 MPa 以上の圧力で、または塑性結晶の場合は約 100 MPa の圧力で達成できます。しかし、NH ₄ I は80 MPa の圧力で相変化します。^[3]有機無機ハイブリッド層状ペロブスカイト (CH ₃ –(CH ₂ ) n −1–NH ₃ ) ₂ MnCl ₄ ( n  = 9,10) は、0.08 GPa、294-311.5 K (転移温度) で Δ S r ~ 218, 230 J kg−1 K−1 の可逆的な圧力熱量エントロピー変化を示します。^[4]

圧熱量材料は、熱量相転移を起こす材料のいくつかのクラスの 1 つです。他のクラスには、磁気熱量、電気熱量、弾性熱量があります。磁気熱量効果には通常 2 Tを超える磁場強度が必要ですが、電気熱量材料には kV から MV/m の範囲の磁場強度が必要です。弾性熱量材料には、最大 700 MPa の力レベルが必要になる場合があります。

圧力熱量材料は、ハイドロフルオロカーボンなどのガスの代わりに冷却システムの冷媒として使用できる可能性があります。サイクルでは、圧力によって固体から固体への相変化が促進されます。^[5]プロトタイプのエアコンは、金属ハロゲン化ペロブスカイト（冷媒）と水または油（熱/圧力輸送材料）を充填した金属管で作られました。ピストンが液体を加圧します。^{[1] [6]}

別のプロジェクトでは、冷媒としてNH ₄ I を使用しました。常温で可逆的なエントロピー変化が約 71 JK ⁻¹ kg ⁻¹に達しました。相転移温度は圧力の関数で、約 0.79 K MPa−1 の割合で変化します。それに伴う飽和駆動圧力は約 40 MPa、圧力熱量強度は約 1.78 JK−1 kg−1 MPa−1、温度範囲は 80 MPa で約 41 K です。結晶構造/原子ダイナミクスの中性子散乱特性評価では、再配向と振動の結合が圧力感度の原因であることが示されています。^[3]${\displaystyle \Delta {S}_{{P}_{0}\to P}^{\max}}$${\displaystyle \left|\Delta {S}_{{P}_{0}\to P}^{\max }/\Delta P\right|}$

• 熱電効果