磁制冷材料的磁熵变热力学研究(3)

2010年2月陈 湘:磁制冷材料的磁熵变热力学研究

#89#

V.K.Pecharsky,A.O.

dS=L0

5MH

dH+

CH

dT.T

(31)

[1]K.A.GschneidnerJr.,

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对方程(31),等温条件下,即dT=0,有

5M

dS=L0

化为:

dS=

积分得

$S(T,H)=SM(T,H)-SM(T,H=0)=

HH

dH.(32)

在高斯单位制中,真空磁导率L0=1,因此上式可进一步简

dH.(33)

Q

H0

5MH

dH.(34)

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式(33)与(34)分别是通过对磁制冷材料Gibbs自由能的变换,得到的磁制冷材料在等温磁化过程中磁熵变的微分表达式和积分表达式.

对比两种推导方法的结果,发现它们的微分和积分表达式是完全一样的,都是关于温度、磁场等因素的物理量.这个结论也说明磁制冷材料在等温磁化过程中的内能和Gibbs自由能是相关的物理量.

3 结束语

我们分别从磁制冷材料的内能和吉布斯(Gibbs)自由能的角度出发,较为详细地推导了作为衡量磁制冷材料性能的一个重要指标磁熵变($SM)的微分表达式和积分表达式,两种方法推导的结果是一致的.由此可以看出,物理基础课程在实际应用中有重要理论指导意义,在今后的教学中,可有意识的引导学生将物理基础理论同生活中的物理现象相结合,对物理基础理论加以拓展,这样可使加深对物理基础理论的理解与应用.参考文献:

TheThermodynamicsoftheMagneticEntropyChangeof

MagneticRefrigerationMaterials

CHENXiang

(CollegeofPhysicsandElectronicInformationEngineering,NeijiangNormalUniversity,Neijiang,Sichuan641100,China)

Abstract:Basedonthethermodynamicsknowledge,andfromtheanglesofinternalenergyandGibbsfreeenergyof

magneticrefrigerationmaterials,thetheoreticalexpressionofmagneticentropychange($SM),whichisanimportantperform-anceindexofmagneticrefrigerationmaterials,hasbeenderivedmoredetailedlyunderisothermalconditions.Thestudyshowsthattheresultsdeducedfromtwodifferentmethodsarethesame.

Keywords:magnetocaloriceffect;magneticrefrigeration;magneticentropychange;gibbsfreeenergy

(责任编辑:李伟男)