关于磁热效应介绍

[拼音]：cire xiaoying

[外文]：magnetocaloric effect

绝热过程中铁磁或顺磁介质的温度随磁场强度变化而改变的现象。这一效应的数学表示是，其中H是磁场强度，S是磁介质的熵，T是热力学温度。

用热力学理论研究磁介质的热力学性质，可以得到如下关系

其中是磁场强度H不变时单位体积的热容，表示磁场强度H不变时磁化强度M随温度T的变化率。利用这个关系，并设磁介质遵守居里定律可以得到关系

。

对于顺磁介质，ⅹ和K都是正数，磁介质的热容CH也是正数，故有

可见，绝热地减小磁场时，物质的温度将降低。这种现象叫做磁致冷效应。利用绝热去磁法获得低温，就是依据这一效应。因为在没有磁场时，各个磁活动性离子的角动量取向是混乱的，使得每摩尔分子的熵，除了点阵振动所引起的部分外，又增加了一部分。若将磁介质在温度保持一定的情况下放入强磁场中，磁场将使所有离子的角动量取能量较小的方向，因而减小了系统的熵，这时有热量ΔQ＝ΔS/T流出磁介质。若再绝热地慢慢减小磁场，使整个过程为可逆过程，则系统的总熵保持不变，但过程中各离子角动量取向引起的熵增加到原来的值，所以与点阵振动相联系的那部分熵必然减小，结果物质被冷却。绝热去磁法是现代得到低温的有效方法，可以得到约0.001K的低温。