Amazing experiment #28: Magnet as a Coolant! Magnetic refrigeration to make liquid hydrogen
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- Опубликовано: 25 авг 2024
- In fact, magnets are able to cool other materials. This technology is called "Magnetic refrigeration".
Many of you may be wondering how to do it. The principle goes for air conditioners and rubber balloons. Watch it to melt your question away.
Some researchers in NIMS are doing research on magnetic refrigeration in order to contribute to the hydrogen economy in the near future with the technology for making, storing and transporting liquid hydrogen.
FYI: In this video, we cooled a piece of gadolinium metal which shows ferromagnetism at room temperature, as iron, cobalt and nickel does. The ferromagnetism of gadolinium disappears when it is heated a little bit. This property is useful to realize magnetic refrigeration.
![Fourier Transform: Drawing anything using only discs[Physics Engine]](http://i.ytimg.com/vi/7hzIhtbxhtM/mqdefault.jpg)
![FNAF Into the Pit has A LOT of Unused Graphics | LOST BITS [TetraBitGaming]](http://i.ytimg.com/vi/6YhZCRdipl4/mqdefault.jpg)
小学生の頃学校を休んだときに10時くらいにやってた番組みたい
ケイ。 大科学実験かな
遠藤 やって見なきゃわからない 大科学実験
ケイ。
かがくでむちゃみたす(？)も好きだった
スチール缶 果たしもめっちゃ好きだった
カラスのやつもあったよね
すごい分かりやすい！
高校物理では熱は気体のみを対象にしていますが、実際には熱はあらゆる物理現象に適用できる面白い学問です。
統計力学をやるとゴムの張力の温度依存性が計算できるというところが美しい。
ちょっと何言ってるかわかんないけどすごいってことだけ伝わりました！
統計力学、統計熱力学は甘え。漢なら個々の粒子の運動を誤差0で計算するべき。
2:56 ガドリニウムって言えないのかわいい
英語っぽく発音すると誰でも言えるようになるからおすすめ
大山のぶ代風でもいける
新ドラエモンじゃ本当に言えなくて草
@@fruit_juice100per ガートーリーニーウームー
説明が分かりやすすぎて感動した
やっぱり最高だなこのチャンネル
綺麗なお姉さんに実験させない、そこに痺れる憧れる！
登場人物だいたい、おっちゃん。
でも技術者的にはすごい人なんだろうねw
ソレな！
一流研究者に女性は少ないからね
NIMSがどうかは知らないけど、所内で作ってると必然的に減りそう
the TNT いや、ほら。磁石動かすだけだったら、誰がやっても良いやん？おそらく民放だったら、綺麗どころの局アナとか、モデルのお姉さんがやったりするやん？って思って。そういうのでないところが、ええなーって思ってん
風船膨らませるのをあのおじさんにしたの好感もてる
人間も整列してる時から解散て言われるとテンション上がるって事は周りの熱を奪ってるのか
社会の目が冷え冷えしてるじゃないか
上手い！ ...か？
あんたはクール
風船がしぼんだ時触るとなんか冷たいと思ってたけど気のせいじゃなかったんだ
私もそう思ってた、これが原因だったのね
ワイ、膨らました時に入ったよだれだと思ってた
醍醐天皇 それ
風船が膨らんだときあったかいのもこのせいなのか
こうしてみるとすげぇ身近な事が面白い物だと気付けるなぁ…
ワイもよだれとかその辺かと…ｗ
疑問を持たねば一生気付かなかったなこれ…ｗ
2:06
かわいい
連続して冷やす工程や仕組みが知りたかった
近付けた時に出る熱を棄てる
もしくは磁石を電磁石にして離す時だけ通電するか、ですよね。
磁石を固定して金属の方を動かしたら熱い時と冷たい時で分けやすいよ
高校物理で学んだことがこの動画で紹介されることにつながって「あっ！そういうことか！」ってなるのが毎回楽しいです。次回も楽しみにしてます！
高校物理って納得や理解より覚えることを重きに置いてる証拠ですな
普通に勉強してたら仕組みくらい高校で理解するだろ
音音
高校1年なんですが物理の運動エネルギーの公式見たんですけどさっぱりわかりませんですわ。インテグラルって記号とか特に何言ってるか分からなくなりますし
駆凛 Karin's account 結構急に理解できるから安心して
@@Harukatwilight
インテグラルが何言ってるか分からないんだったら、先に数学勉強した方が良いよ。遅くて高2でやる積分の範囲だから。
授業でやるのを待つんじゃなくて、分からないんだったら聞くなり読むなりしてその疑問を解決することを優先すべきだよ。
あと積分使った定理の導出をやる時、｢原理｣と｢定理｣の違いをしっかり意識して教科書とか読むと良いよ。
そこがはっきり区別できてない人は何でもかんでも暗記しようとしちゃうから。
缶スプレー使ってると冷えてくるのってこういう理屈なのね。
かなり冷えるし、逆動作のコンプレッサーが熱くなるのも納得がいく
水素を冷やす技術の解説も見てみたい。
圧縮して磁気冷却？
普通にうちわで仰いで冷やしてもいい希ガス
@@Sagittarius-1967
うちわの表面では空気が整流されて分子が整って冷えるけど裏面で乱気流が発生！整っていた分子がバラけて発熱！？結果変わんないじゃん．．．．あれ？いや待て
常に回転するように一方方向に仰ぐとうちわ自身がしなりで分子構造が整って冷え続けるから常に周辺の温度を下げ続ける
そうか！うちわを仰ぎ続けると絶対零度まで冷えるから水素が冷却できる
ってことを言っていたのか すげー・・・・・
だったらいいな（大汗）
多分だけど水素は金属を透過するから樹脂で密封する場合非接触で冷却するのに磁力冷却は有用なのかも
磁石で温度が変わるというのは興味深かったけど
ではその温度をどうやって累積させてくんだろうってのがサッパリ想像つかない
冷房の時は冷えた状態を別なところに移動できて膨張して冷やすことできるけど、次回の場合はその状態のまま移動しないといけないから、面倒だよね。どうするんだろう。大小二重のベルトにそれぞれ磁石と金属をつけて一緒にした時に冷やして、冷やすところで磁石と離れるようにするのかな。高速で回転できるけど冷やす時間もあるしどうなんだろう。
電磁石でon状態で遠ざけてoffにして近づけてまたonにして遠ざける？
なにこの為になる動画、アニメーションがなくても必要な情報が明確に伝わってくる、凄いな
そんなことより温度計が気になった
ほんそれ
小学Ｏ年生の付録でカードタイプの温度計があんなのだった。
おっさんなら皆知ってんじゃないかな？
今日まで何色が正しい温度かわからなかった
温度計はコレステリック液晶が温度によって色が変わって見える現象を利用したものです。コレステロールに類似の分子構造なのでコレステリックと呼ばれますがコレステロールとは別物です。
烏賊や蛸は周囲にとけ込む様に体色を変化させる事が出来ますが、これはコレステロールの働きによるものである事が判り、その現象を応用し加工したものがコレステリック液晶と言う訳です。
Jackal#7
ありがとうランダム理系ニキ
学校の授業でこういうテレビ見るとき楽しいよね
子供の頃、輪ゴムを唇に触れさせながら、伸ばしたり縮めたりして温度の変化を体験したことがありました。
あれから60年くらい経った今、この動画で理論的に理解できました。
自分が見た中で最も解り易い断熱膨張・断熱圧縮の説明。
原子・分子・スピン（？）の乱雑さと熱との関係。
えぇと、
気体に圧をかける→分子が揃う→（エントロピーが下る）→熱を出す
気体を低圧にする→分子がバラける→（エントロピーが上がる）→熱を吸収
ゴムを引っ張る→分子が揃う→（エントロピーが下る）→熱を出す
ゴムを緩める→分子がバラける→（エントロピーが上がる）→熱を吸収
磁石を近づける→スピンが揃う→（エントロピーが下る）→熱を出す
磁石を外す→スピンがバラける→（エントロピーが上がる）→熱を吸収
こんな感じですか?
すでに近い状態の磁石を離して温度を下げられるとしても、連続的に下げ続ける仕組みは難しそう。
理科の授業とかで時々先生が見せてくる動画感
苦労して統計力学を学んだ甲斐がありました。実例を見ると楽しいですね！
めちゃくちゃわかりやすい解説
液体水素を「燃料で製造するよりも」低コストで作り出す技術になるならいいでしょうね。
ものをつけて話すだけで温度を変えられるなんて。火や冷媒がいらなくなれば地球環境変わるすごい！
エネルギー収支はヒートポンプと一緒かな？入力することで温度差を作る関係
おもしろ〜いい‼️とっても分かりやすい🤓
研究することは大切
でも水素社会は来ない
ここまでエントロピーの概念を噛み砕いた説明は、見たことがない。お見事。
温度計が気になる
結局、質量保存の法則とエントロピー増大の法則により効率が多少違うだけで差は無いんだよなぁ
ばらばらになった分子は熱を吸収するから周囲（分子の集合体＝ゴム全体）の温度は下がるという解釈でいいのかな。一般では放熱したら熱は下がるから分子の話と逆か
物質のエントロピーが変化する際、周囲から熱を吸収したり発散したりするので、磁気冷凍は物質の体積が変化するわけではありません。
勉強になります
説明が分かりやすすぎる
磁石を離すとガドリニウムは吸熱するが、再度磁石を近づけると放熱する。結局は磁石を動かした分のエネルギー分だけ無駄になってしまうのか…。今後の研究で如何にエネルギー損失を減らせるか…。他の冷却方法よりどんな利点があるかが重要ですね。
2:12
ここ京大物理過去問
2:06いかにも博士
励起と緩和を繰り返して熱移動させるって考え方なのかな
30年位前でしたか、地元の科学館で同様のものを見て、たいそう驚いたのを思い出します。
空気の圧縮膨張で温度は変わるがエアコンの原理は加圧、冷却、液化、膨張、気化、吸熱である。
空気が圧力で変化する分子の運動エネルギーを外部とやり取りすると言うけど、温度計は内部に有る。
また、圧縮によって分子が混み合って動きづらく成り外に出てくるというが、逆に激しく動くので温度が上がる、また外に出るのではなく内部に閉じ込められている。
それ以前に、断熱圧縮・膨張では単位体積あたりの熱量が変化するのであり、
その変化は、熱力学第一法則により、圧縮で内部エネルギーが増加する、すなわち気体分子の運動エネルギーが増加する（分子の動きが激しくなり）ことによる。
なんか間違いだらけではないですか。
こういうの見る分には楽しいけど、勉強すると物性物理訳わからんってなる。いつかわかるようになるもんかねー。
近づける動作（加熱）がなければ、離す（冷やす）こともできないから、そこをどうするのか見たかったんだけど？研究中だから言えないのかな
これは神回
なあに、磁気に冷える…！
コレって消費電力の規模によっては、カーエアコンとかに応用出来そうですね。家庭内で一番電気を食っているのは、冷蔵庫という家が多いですから、家庭の消費電力を化なり減らせる技術になりそうですね。街中の自販機も、冷凍機のコンプレッサーを減らせそうですね。
会議が白熱したあとバラバラに席に戻る時の寒々とした空気はこれが原因だったのか
何この温度計?!面白い!
いやその温度計に感動
すげー！俺も仲間に入れてくれ！
なんてね。
めちゃくちゃ頭いい人ばかりなんだろうなー。
電子スピンって永久運動にはならないのか、運動量保存則とか？に抵触しない理由とか、簡便に解説してる動画とか、ないかな？
外部とのエネルギーのやり取りがなければ運動エネルギーとして常に一定なんだと思います。
永久機関が作れないのは摩擦や空気抵抗でエネルギーが奪われるからです。
えだ なぜ電子スピンは、外部からの影響を全く受けないんだろう？
@@user-zw6mi6mh3t光子やら他の電子、磁場なんかには影響されるんじゃないですかね
そのへんは「そもそも電子とは、素粒子とは」みたいな知識が必要になりそうな気がしますけど…
えだ そかぁ、難し過ぎて理解がついていかない。スピン整流で発電、なんてのもググったら出てきたけども、世界は凄いことになってますな
分子が整列した状態からバラバラになるときに熱を吸収するのって、氷が溶けるときもそうだよねぇ。
離して・近づける。これだけで冷却するなら、ボトルに金属+磁石を近づけて磁石を離す→金属をボトルから離す→金属に磁石を近づける。を繰り返せば冷却は出来そう。
ただ水素は沸点が約-253℃だから253℃分の熱はどこかに排熱しないといけない。水を気化させてタービンでも回すのだろうか？
大規模に空間を冷却できる技術が確立すれば、真夏の都市部のエアコン廃棄熱による温暖化は避けられるという事かな。
マテリアルズ アイ！ 孫たちと一緒に見るのが楽しい．
教育テレビみたい❗️
だけど、冷却する場合常に磁気を引いた状態を維持しなきゃいけないですよね、コンプレッサーで気体を引き続けるようにはいかなそうですが・・
電磁石使えば出来そう
@@kalon7646 磁力変化の時だけ反応するのであれば簡単じゃないと思いますけど・・、そこら辺の解説が無いから想像だけですが。
エアコンを例えに挙げない方が良い。
エアコンは室内の空気を取り込んで圧縮も減圧もしていない。
単に空気を圧縮すると温度が上がって減圧で温度が下がる。だけで良いし通じます。
ポンプで発火できる手動着火器もある。
離すと冷えるのはいいがくっつけるともどるってことでしょ?
冷やし続けるとかどうすんのかが見れると思ったのにがっかり
エンジンと同じと考えればいいのさ。離すと冷える。
接すると上がる。サイクルがあるなら、自然に温度が戻る
仕組みを組み合わせる事で熱伝導のタイミングをコントロールすれば
一方的に冷やすことも加熱することも可能になるはず。
これ電磁石使えば簡単に一方的に冷やし続けられない？
いい動画ですなぁ
これを利用すればプロペラでない風の流れの制御も出来そうだけど何故出来ないのか不思議。
熱エネルギーを他所に捨ててるんじゃなく分子運動に取り込んでるのか。よくわからんけど、これをさらに
電気エネルギーとして取り出せたらどんどん冷やし続けられるのかな？
地面に磁石を置いて、その上に横向きに設置した螺旋ストローの様なガドリニウム磁性体を螺旋軸で回転させると、
磁石に近づく側は熱くなり遠ざかる側は冷たくなるから、
ストローの中を回転に合わせた速度で水素を流すと冷える水素と温まる水素が交互に取り出せるのかな？
こんなとこにあった~
やっぱ、氷河期は 大陸プレートの圧電 地磁気のせいか！！
ありがとう ウプ主！！
ニッチな分野の解説だなっと見てたらnimsでなっとくしたのw まえ見た油で透明なドミノ作るのとかも好きでしたね
水素水無限に作れるじゃん！
私がガキの頃には習わなかったが、今の時代なら小学校低学年で知りたい面白い話だなぁ。
ダイソンの扇風機モドキも何か作れそうだな。これ。あの輪っかの周囲を高速でこの原理で冷やし送風機で飛ばす…的な。
1:00 マックの温度計で草
「分子の状態がバラバラになるとエネルギーが必要なので周囲の熱を吸い取るため温度が下がる」のはわかったのだけど、
じゃあめちゃくちゃ寒いところだと周囲に取り込める熱が無いから分子はエネルギーを取り込めず、分子はバラバラに動けないということになりますよね？
その場合たとえばゴムなら硬化して形が変わらないとか想像がつきますが、空気とか磁気とかだとどうなるのでしょうか？
磁石つけたら温まる、話したら冷える
それをどうやって常に冷やす方向にするのさ！！？？
すけだい 冷やす専門の場所で冷やして、温める専門の場所で温める。エアコンと室外機や冷蔵庫の中と外の関係と一緒。
結局熱収支は同じだから、どこで熱しどこで冷やすか次第。
面白動画見つけた❗
理科の先生より説明がわかりやすい
風船が冷たくなるの気のせいじゃなかったんだ
エネルギー資源が解決すれば、エネルギーの奪い合いがなくなる事で、争いが減りますよね。
I just realized that when I was going to school the teachers were speaking Japanese and I was listening in English. Understand?
真空状態で同じ事をしても温度が上がったり下がったりするんだろうか？
その時何と温度のやり取りをするのかな？
Привет из России) Крутое видео, спасибо
「説明や例えに語弊を加えると分かりやすくなる事が多い」 磁気冷凍の原理を空気やゴムの分子整列で説明していたけれど、エントロピーの増大によって吸熱反応が起こることもあれば発熱反応もあるので、「磁気冷凍って現象があるんだなぁ」くらいの感覚で観るのが丁度良さそう(個人的感想) 参考サイト:hr-inoue.net/zscience/topics/gum/gum.html
急に4年くらい前の動画がおすすめに来てからずっと沼ってます！めちゃくちゃ面白い！
これが噂の有吉のチャンネルか！
液体水素をどうやってるのかも見たかった
動画視聴僕｢(さてさてまずは...アレだなw｣
音声｢マテリアルズ｣
僕｢((ｹﾁｮｯ)が来るぞぉwww)｣
動画｢...アイ!｣ｱｲﾀﾞﾉﾑｵﾝｷﾚｲｰ
僕だった肉塊｢ｲｷﾞｬｱｱｱｱｱﾅﾝﾃﾞｹﾁｮﾅｲﾉｵｵｵｵｵｵｵｵｵｵｵｵｵｵｵｵｵｵｵｵｵｵｵｵｵｵ｣
これは知らなかったw
ケチョッてなに？
「マテリアルズ (ﾆﾁｧ) アイ」っていつもはなるんですよ(謎知識)
見返してみたら前回も無くて草
@@sakurA_Zensen ただの幻聴やないかw
人間の身体の電子スピンを全て同一方向に揃えたらどうなるのか興味ある
病院のMRI検査がこれですね。
磁気冷凍。実際どんな感じでやってるのか
近づけたら発熱するから、冷やせても相殺されそう〜
電磁石でも同じ現象が起きるなら、作れそうだけどどうなんだろう？？
会社の従業員と同じですね(笑)
ペルチェ素子とはまた違うんでしょうか…
空気の図の玉の動きが号令SSで草
モンスト(物理)
教えてください。番組始めの映像で磁石を離したら冷めた。次に近づけたら熱くなった。じゃ離す近づくを繰り返したらずっと冷却にはならないのでは？
ルフィーは大変だな
鼻の下、唇の上あたりに輪ゴムをつけて、伸ばしたり縮めたりしたら、温度の違いを体感できるよ！
それはエントロピーですね！
Y. Nishida エントロピーでした！
エンジンのピストンに仕込んだら冷やせやいかな？
戻す時に熱くなりそう
エンジンは熱い方がいいです
これすごいなー。濃縮水素液が売れそう
あーそれをダイエットの為に飲むんですね、分かります。
NIMSさん光を当てるだけで熱を制御できる技術発表してたからそれもおなしゃす(´・ω・｀)ﾉ
磁気冷凍法ッ!
圧縮しようとするエネルギーをもらって温かくなってるのかと思っちゃってました。
熱を他所に捨てるのとは違う原理なのかな？エアコンに利用したら室外機いらないとか？いや、移動した磁石のほうで熱発生してそうかな。おしえてえらいひと