Efectes barocalòrics en la transició plàstica de l'1-Cloroadamantà

Abstract

Un cicle de refrigeració per compressió d’un sòlid presenta diversos avantatges respecte els cicles de refrigeració per compressió de gasos. La majoria d’aquests avantatges són de caràcter mediambiental, motiu pel qual actualment s’estan desenvolupant diversos estudis sobre materials que es podrien incloure en cicles d’aquestes característiques. L’1-Cloroadamantà és un material que presenta una transició plàstica de primer ordre entre dues fases sòlides. La gran calor latent associada a aquesta transició fa que valgui la pena considerar la possibilitat de realitzar cicles de refrigeració en base a aquest material. És per això que en aquest treball s’han estudiat els efectes barocalòrics d’aquest material en concret, i se n’ha determinat la magnitud i la reversibilitat. Les dades experimentals s’han recollit mitjançant anàlisis de calorimetria DSC i anàlisis DTA a altes pressions. Els resultats obtinguts han estat els següents: els experiments s’han realitzat dins d’un rang de pressions de 2,5 kbar. A la màxima pressió analitzada, la variació d’entropia isoterma calculada ha estat de 217 J K-1 kg-1, i l’increment de temperatura adiabàtic de 46,5 K. A més, la seva capacitat de refrigeració (RC) ha resultat ser de 16900 J kg-1. Considerant una pressió intermèdia de les estudiades com ho és la de 1,0 kbar, els resultats han estat 23,6 K per la variació de temperatura adiabàtica i 16,0 J K-1 kg-1 per la variació d’entropia isoterma, i finalment 5000 J kg-1 pel factor RC. Per altra banda, a l’hora de dissenyar un cicle és important assegurar la seva reversibilitat. Els efectes barocalòrics reversibles trobats per un cicle que treballi entre 0 i 2,5 kbar són de 210 J K-1 kg-1 en el cas de la variació d’entropia isoterma, i de 43,9 K per la variació de temperatura adiabàtica. Per un cicle les pressions del qual siguin de 0 i 1,0 kbar, els resultats són els següents: 161 J K-1 kg-1 com a canvi d’entropia isoterm i 16,1 K com a canvi de temperatura adiabàtic. Tenint tot això en compte i comparant els resultats amb els valors obtinguts de l’estudi d’altres materials, es pot dir que comparativament, l’1-Cloroadamantà pot ser un material adequat per la realització de cicles de refrigeració per compressió de sòlids.