S4F2009 FYSICA lagetemperatuur

Lage temperaturen
Brrrrrrrrr….
0
0° C: water
bevriest
-90
90° C: koudste
plek op aarde
-200° C: lucht wordt
vloeibaar
-273°
273° C: absolute nulpunt
(0 K)
Gebruiken we ooit die lage temperaturen?
Vriesdrogen van
voedingsproducten (bij -100°C)
Verwijderen van wratten met
vloeibare stikstof (bij -200°C)
200°C)
Gebruiken we ooit die lage temperaturen?
LPG: mengsel van propaan en butaan (-42°C)
Gebruiken we ooit die lage temperaturen?
C
Cryogene
b
brandstoffen
d t ff (vloeibare
( l ib
zuurstof,
t f -183°C)
183°C)
MRI (vloeibaar
helium, 4.2 K)
ELEKTRISCHE STROOM IN EEN NORMALE GELEIDER
„ Normale geleider
elektronen bewegen door geleider
een weg vol hindernissen
→ weerstand zorgt voor opwarming
Interessant in toepassingen
Weerstand aan elektrische stroom zorgt
g voor opwarming
p
g
Hinderlijk in toepassingen
d elektriciteitsdraden
l k i i i d d gaat veell energie
i verloren
l
Bij b
bestaande
onder de vorm van warmte
KENNISMAKING MET EEN SUPERGELEIDER
„
-geleider
elektronen vormen Cooper-paren
→ voelen geen hindernissen
→ geen weerstand
16
start v/d transitie
12
8
4
0
0
50
100
150
200
T(K)
Tc
Eerste eigenschap van een supergeleider:
Geen weerstand beneden een bepaalde temperatuur
Kritische temperatuur typisch tussen -100°C en -273°C
Supergeleidende kabels
elektrische
isolatie
hoge-Tc
supergeleider
stalen buis
koeling met
vloeibare
l ib
stikstof
ik f
Transporteren van
elektrische energie
zonder verlies
Tweede eigenschap van supergeleiders:
Een supergeleider stoot magneetveld uit
‘Meissner effect’
H
T > Tk
T < Tk
Magnetische levitatie
‘Supergeleidende’ trein
MLX01 MAGLEV (Railway Technical Research Institute, Japan)
„ maximale snelheid: 550 km/u
„ lengte van de trein: 78 m
76
„ aantal passagiers:
p
g
Yamanashi Maglev Test Line: 42,8 km