Device for Direct Barocaloric Measurement

Dispositivo para Medição Barocalórica Direta

Abstract

Direct measurements of adiabatic temperature change (ΔTₛ) to characterize the barocaloric effect (σb-CE) were a challenge and a point of interest for many research groups. In this work, we propose a device to measure ΔTₛ in a system with a simplified design and a new method to seal the pressure chamber. This new concept was tested for several materials in solid or liquid states. The methodology involves acquiring a temperature curve as a function of time under desired initial conditions. The results showed that the equipment can measure solid-state materials in powder, flakes, or solid bodies, in the absence or presence of a phase transition. When using coconut oil at high temperatures, for example, the apparatus remained sealed until the end of the experimental run. Promising values of σb-CE, ranging from large to colossal, were captured for polymers, composites, first-order-transition materials, coconut oil, paraffin. This concept can inspire new research groups to develop equipment to study the barocaloric effect.

Resumo

Medições diretas da variação adiabática de temperatura (ΔTₛ) para caracterizar o efeito barocalórico (σb-CE) foram um desafio e um ponto de interesse para muitos grupos de pesquisa. Neste trabalho, propomos um dispositivo para medir ΔTₛ em um sistema com um design simplificado e um novo método de vedação da câmara de pressão.

Esse novo conceito foi testado em diversos materiais nos estados sólido e líquido. A metodologia envolve a aquisição de uma curva de temperatura em função do tempo sob condições iniciais controladas. Os resultados mostraram que o equipamento pode medir materiais em estado sólido na forma de pó, flocos ou corpos sólidos, tanto na presença quanto na ausência de uma transição de fase.

Ao utilizar óleo de coco em altas temperaturas, por exemplo, o aparato permaneceu vedado até o final do experimento. Valores promissores de σb-CE, variando de grandes a colossais, foram capturados para polímeros, compósitos, materiais de transição de primeira ordem, óleo de coco e parafina.

Esse conceito pode inspirar novos grupos de pesquisa a desenvolver equipamentos para estudar o efeito barocalórico.

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