Penyaman Udara (Sistem Penyejukkan) Menggunakan Magnet

Demonstrasi sistem penyejukkan magnet oleh GE.

Sistem penyejukkan samada untuk penyaman udara ataupun peti sejuk menggunakan tenaga yang cukup banyak dan menjadi antara fokus utama dalam usaha penjimatan tenaga. Namun untuk menggantikan teknologi penyejukkan sedia ada bukanlah mudah kerana untuk memindahkan haba memerlukan tenaga yang cukup tinggi.

Teknologi biasa yang menggunakan cecair penyejuk dengan menukarkannya kepada gas (menggunakan gas panas dari luar) dan kemudiannya memampatkan dan menyejukkannya untuk menukarkannya semula kepada cecair. Walaupun ia berjaya menyejukkan ruangan dalaman rumah anda, ia pada masa yang sama pula memanaskan udara di luar rumah.

Ini berbeza dengan kaedah penyejukkan magnet yang tidak menggunakan teknik mampatan. Ia sebaliknya menggunakan magnet namun masih memerlukan agen penyejuk untuk menyejukkan udara disekelilingnya. Teknik penyejukkan menggunakan magnet ini dicapai melalui proses yang dikenali sebagai ‘magnetocaloric effect’. Namun kaedah mampu menghasilkan sistem yang lebih senyap, selamat, lebih kecil, lebih efisyen dan mesra alam.

Konsep sistem penyejukkan magnet.

Antara rekaan untuk membentuk sistem penyejukkan magnet.

Sistem yang dihasilkan oleh badan yang lain pula.

Bahan-bahan magnetik menghasilkan haba apabila terdedah kepada medan magnet dan menyejuk apabila dialihkan daripadanya. Fenomena ini mulanya diketengahkan oleh seorang ahli fizik German Emil Warburg pada tahun 1881. Perubahan suhu ini bagaimanapun adalah terlalu kecil untuk digunakan dalam aplikasi-aplikasi lain. Ia bagaimanapun mendapat perhatian saintis-saintis lain untuk menjadikannya sebagai asas untuk membina kaedah penyejukkan bagi menggantikan teknik sedia ada. Melalui pembangunan teknologi bahan dengan membangunkan bahan ‘magnetocaloric metal’ yang boleh menghasilkan ‘magnetocaloric effect’ yang lebih besar pada suhu bilik.

Ia mengambil masa yang agak panjang untuk membolehkan teknik penyejukkan magnetik menjadi kenyataan. Namun begitu beberapa badan tertentu telahpun mula menyatakan kejayaan mereka dalam menghasilkan sistem penyejukkan melalui kaedah ini antaranya adalah General Electric, GE. Melalui kaedah ini, ia dikatakan dapat menghasilkan sistem penyejukkan dengan 20 – 30%  lebih efisyen berbanding teknologi penyejukkan yang digunakan sekarang.

GE menghasilkan peti sejuk pertamanya pada tahun 1927 – dan teknologi ini tidak banyak berubah sejak 100 tahun ianya diperkenalkan. Mungkinkah kaedah penyejukkan magnetik juga akan dapat bertahan untuk 100 tahun yang akan datang pula?

Sudah tiba masanya teknologi penyejukkan diberikan nafas baru. Ia bukan sahaja demi kemajuan teknologi itu sendiri malah untuk memanfaatkan lagi penggunaan tenaga. Melalui perubahan ini nanti, ia mungkin akan mengubah banyak lagi teknologi yang menggunakan sistem penyejukkan dan mungkin juga akan mencetuskan pembaharuan teknologi untuk peralatan-peralatan yang lain juga.

Fenomena Sains Menarik Di Dalam Bebola Plasma

Bebola plasma menghasilkan plasma pelbagai warna.

Mungkin ramai yang masih mengingati bebola plasma yang sangat popular beberapa tahun kebelakangan dahulu yang mempamerkan fenomena indah aliran plasma berwarna warni dari pusat bebola tersebut ke dinding bebola kaca yang melindunginya. Disebalik keindahan aliran plasma ini, tersimpan kaedah yang membolehkan ianya dilihat berbanding kebiasaannya plasma tidak dapat dilihat dengan mata kasar.

Plasma merupakan salah satu keadaan unsur daripada pepejal, cecair dan gas. Plasma merupakan gas panas ter-ion yang mengandungi kuantiti ion ber-cas positif dan elektron ber-cas negatif pada jumlah yang sama. Plasma boleh dihasilkan melalui pemanasan gas atau menggunakan medan magnet yang kuat, dilakukan menggunakan laser ataupun penjana gelombang  mikro. Proses ini akan mengurang atau meningkatkan jumlah elektron mewujudkan zarah-zarah bercas positif ataupun negatif yang dipanggil ion, ia akan diikuti oleh penceraian ikatan molekul, sekiranya ada.

Plasma salah satu bentuk unsur yang jarang diberi penekanan.

Bebola plasma lebih popular sebagai hiasan.

Bebola plasma atau juga dipanggil sebagai ‘plasma ball’,‘plasma globe’, ‘plasma lamp’, ‘plasma dome’ atau ‘plasma sphere’ merupakan bebola kaca lutsinar yang diisi dengan campuran beberapa gas nadir (noble gasses) dengan elektrod bervoltan tinggi di tengah-tengahnya. Jaluran plasma akan mengunjur dari elektrod ke dinding kaca apabila elektrik dialirkan menghasilkan warna-warna yang menarik.

Bebola plasma yang pertama adalah dihasilkan oleh pereka terkenal Nikola Tesla semasa melakukan eksperimen untuk arus elektrik pada frekuensi tinggi di dalam tube kaca vakum pada tahun 1894. Tesla menggunakan lampu dari jenis ‘incandescent’ yang berbentuk bulat di mana di tengah-tengahnya pula diletakkan satu elemen pengalir yang dialirkan dengan voltan tinggi dihasilkan daripada ‘Tesla coil’, yang kemudiannya menghasilkan jejalur discas.

Bebola plasma moden dihasilkan semula oleh Bill Parker menggunakan campuran gas-gas yang tidak dapat digunakan pada masa Nikola Tesla. Gas-gas yang digunakan termasuklah xenon, krypton dan neon termasuk beberapa gas yang lain. Malah bebola plasma turut menggunakan bekas yang pelbagai bentuk selain turut dilengkapi dengan litar elektronik bagi menghasilkan cahaya dengan pelbagai warna dan ragam pergerakan plasma yang lebih kompleks.

Matahari juga terdiri daripada plasma.

Kilat juga merupakan plasma.

Aurora satu lagi bentuk plasma.

Bebola plasma menggunakan voltan tinggi dan menghasilkan aliran plasma bercas; ianya selamat tetapi anda perlulah berhati-hati. Walaupun ianya jarang berlaku, kejutan elektrik yang rendah mungkin boleh berlaku. Gelombang radio yang digunakan oleh bebola plasma juga boleh mengganggu peralatan-peralatan elektronik yang lain seperti komputer, telefon bimbit dan lain-lain. Malah sesetengahnya mungkin boleh memberi kesan yang lebih kuat berbanding yang lain.

Namun begitu bebola plasma merupakan sebuah instrument penting di dalam pendidikan (fizik) dalam mengenal satu lagi bentuk unsur yang jarang diberikan penekanan sebelum ini. Adalah dengan pengenalan ini, ianya sedikit sebanyak akan menambah minat anda untuk mengetahui dengan lebih lanjut mengenai plasma dan bagaimana ianya boleh mendatangkan manfaat kepada kehidupan manusia.

Jaluran plasma pada bebola plasma.

Menghasilkan Element Baru di GSI Helmholtz Centre for Heavy Ion Research

"Copper Load" salah satu peralatan penting di GSI.

Bagi kita yang tidak terlibat secara langsung di dalam dunia sains, kewujudan pusat seperti GSI Helmholtz Centre for Heavy Ion Research (German: GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung) bukanlah suatu perkara yang penting untuk difikirkan. Namun bagi para pelajar yang pernah mendengar mengenai “Element” atau ‘unsur’, perlu memberi sedikit perhatian kerana di sini unsur-unsur baru boleh dihasilkan.

Unsur iaitu bahan yang mengandungi atom yang mempunyai bilangan jumlah proton yang sama pada nukleus atom tersebut. Terdapat 118 unsur yang telah dikenalpasti sehingga ke hari ini di mana 94 daripadanya terdapat secara semulajadi di bumi, manakala 24 lagi adalah dihasilkan. Maka di sinilah tempat di mana unsur-unsur baru dapat dihasilkan dengan mengubah unsur-unsur sedia ada kepada unsur-unsur baru tersebut.

Sudah tentu saya tidak dapat menjelaskan dengan tepat tentang proses penghasilan unsur baru dijalankan di sini. Apa yang pasti, kewujudan pusat penyelidikan seperti ini sama juga seperti LHC (Large Hadron Collider) dan juga ISS (International Space Station) menjalankan eksperiman-eksperiman yang jauh lebih penting sehingga penghasilan pusat-pusat seperti ini menelan belanja berbillion dolar dan melibatkan pelbagai badan dari seluruh dunia.

Kompleks Bangunan GSI: Helmholtz Centre for Heavy Ion Research.

Seperti juga di LHC peralatan di sini amat rumit.

GSI ditubuhkan semenjak tahun 1969 lagi sebagai Society for Heavy Ion Research (German: Gesellschaft für Schwerionenforschung) untuk menjalankan kajian berkaitan dengan “heavy-ion accelerators”. Dalam penghasilan unsur-unsur baru GSI telah menemukan unsur-unsur seperti  bohrium (1981), meitnerium (1982), hassium (1984), darmstadtium (1994), roentgenium (1994), dan copernicium (1996).

Manakala unsur-unsur berikut pula dikenalpasti kewujudannya di GSI seperti: Ununtrium ( 2012), Flerovium (2009), Ununpentium (2012), Livermorium (2010), Ununseptium (2012), dan Ununoctium.

Walaupun pusat kajian ini terlalu sukar untuk difahami fungsinya, secar ringkas ia menjalankan kajian-kajian berkaitan; ‘Nuclear and Particle Physics’, ‘Atomic Physics’, ‘Plasma Physics’, ‘Biophysics and Medical Science’, ‘Materials Research’ dan apa sahaja bidang yang berpotensi untuk menjalankan kajian di sini. Ia merupakan sebuah pusat kajian yang amat penting merangkumi semua lapangan kehidupan manusia dan alam.

Mungkin apa yang dilakukan di sini, bukanlah minat semua orang. Apa yang dipaparkan hanyalah sebagai perkongsian informasi tentang apa yang berlaku di dalam dunia sains dan bagaimana ia dilakukan. Ia bukanlah terhasil dengan mudah dan bukan pula dihasilkan oleh seorang individu sahaja. Renung-renungkan!

Unsur Terbaru Berada Pada 117 Dalam Jadual Berkala

Jadual Berkala memudahkan rujukan untuk unsur-unsur yang ada.

Jadual berkala atau ‘periodic table’ merupakan jadual yang dapat memberikan maklumat unsur-unsur yang terdapat di bumi dan secara tidak langsung juga membekalkan beberapa maklumat tambahan unsur tersebut untuk rujukan dalam menjalankan sesuatu kajian. Terdapat 118 nombor di dalam ‘Jadual Berkala’ dan unsur ke 113, 117 dan 118 masih lagi tidak dinamakan.

Berikutan itu baru-baru ini unsur ke 117 telah ditemui dan menunggu untuk badan-badan berkaitan (International Union of Pure and Applied Chemistry) memberikan tempat tersebut kepada ‘Ununseptium’ atau ‘Uus’ di mana kajian untuk penghasilannya telah dijalankan semenjak tahun 2004 lagi hasil kerjasama saintis dari Rusia dan US.

‘Ununseptium’ merupakan unsur logam berat atau ‘super heavy’ dengan nombor atom yang melebihi 104 di dalam jadual berkala ia merupakan unsur yang tidak ada di dunia secara semulajadi melainkan dihasilkan melalui proses makmal.

Struktur atom unsur Uus 117.

Walaupun ia dicadangkan oleh saintis Rusia dari Joint Institute for Nuclear Research (JINR) Dubna, Moscow Oblast, Rusia dengan menggunakan ‘Berkalium’ dan ‘Calcium’ manakala ‘Berkalium’ hanya dihasilkan oleh Oak Ridge National Laboratory di United States yang dikatakan tidak mampu menyediakan sumber yang mencukupi pada masa tersebut (tahun 2004).

Unsur yang sama turut dikaji oleh kumpulan saintis dari German dan Australia iaitu santis-santis daripada GSI Helmholz Center for Heavy Ion Research, merupakan pemecut zarah di Darmstadt, German dan juga pakar fizik dan kimia daripada Australian National University.

Dapat diperhatikan kajian-kajian seperti ini memerlukan waktu yang lebih panjang serta persediaan yang terperinci. Diharap ia sedikit sebanyak membantu kita memahami proses sesuatu kajian yang memerlukan masa yang panjang serta kerjasama kumpulan yang amat penting. Perhatikan juga bilakah unsur 117 ini akan berada di dalam jadual berkala secara sah tidak lama lagi (sekiranya anda merupakan peminat dunia sains). Terima kasih.

Bagaimana Dapur Induksi Berfungsi dan Adakah Ianya Lebih Bagus?

Dapur Induksi merupakan dapur elektrik terbaik setakat ini.

Tentu ramai di antara kita pernah melihat dapur induksi yang selalu dipamerkan di kedai-kedai barangan elektrik mahupun pasaraya. Dapur induksi ini kelihatan ringkas dan menarik di samping dilengkapi dengan beberapa ciri-ciri istimewa. Namun begitu apakah keistimewaan sebenar dapur jenis ini dan bagaimana ianya boleh memasak tanpa mengeluarkan api?

Bukan mudah bagi kita untuk menerima sesuatu yang baru. Seperti juga ketuhar gelombang mikro yang dahulunya sukar untuk diterima oleh suri-suri rumah kerana ianya nyata berbeza dari kaedah memasak yang biasa. Namun perbezaan ketuhar gelombang mikro dan dapur induksi jauh berbeza.

Walaupun kedua-dua jenis alat memasak ini menggunakan gelombang frekuensi tinggi untuk menghasilkan haba, perbezaan utamanya adalah; ketuhar gelombang mikro memanaskan molekul di dalam makanan yang dimasak. Berbeza dengan dapur induksi yang memanaskan bekas makanan tersebut (iaitu hampir sama dengan dapur gas biasa). Namun kedua-duanya tidak memanaskan jisim lain diluar lingkungan bahan masakan (ini amat menjimatkan tenaga).

Dapur induksi ringkas dan mudah.

1) Litar elektronik yang menghasilkan frekuensi & medan magnet. 2) Bekas masakan yang  dipanaskan oleh gelombang magnet yang terpotong. 3) Makanan yang menyerap haba daripada periuk. 4) Kawasan sekeliling yang tidak dipanaskan oleh dapur induksi.

Proses pemanasan yang dilakukan oleh dapur induksi adalah melalui pemotongan medan magnet oleh periuk (bekas makanan) dalam kadar yang tinggi menyebabkan periuk menjadi panas. Seterusnya haba dari periuk tadi dipindahkan ke dalam makanan sama seperti proses memasak menggunakan api. Dapur jenis ini tidak memanaskan benda lain selain daripada periuk (bekas makanan) yang diperbuat daripada bahan logam yang telap medan magnet. Jadi haba tertumpu pada makanan dan ini dapat mengelakkan ruangan dapur menjadi panas.

Sebenarnya memasak menggunakan dapur induksi adalah jauh menjimatkan dari segi penggunaan tenaga yang lebih efektif. Kos bahan api mungkin berbeza berbanding kaedah penghasilan elektrik di lain-lain negara. Secara kasarnya kadar kebersanan penggunaan gas untuk memasak adalah dalam 40%. Ini bermakna 60% tenaga hilang dan memanaskan ruang dapur. Berbeza dengan dapur induksi yang memasak dengan kadar keberkesanan sebanyak 80%. Jadi tidak hairanlah kepada kita kenapa dapur induksi boleh memasak dengan lebih pantas.

Dari segi keselamatan pula, dapur induksi tidak menggunakan api. Ia hanyalah memanaskan sahaja . Tiada penghasilan gas merbahaya hasil pembakaran gas seperti penggunaan gas metana. Malah tiada benda yang dipanaskan sekiranya tiada bahan telap magnet (periuk) di atasnya. Sekiranya anda bimbang dengan masalah kebocoran gas, dapur induksi merupakan jawapan yang paling tepat. Cuma anda mungkin tidak dapat menyediakan makanan yang memerlukan api secara fizikal seperti sate ataupun ikan bakar. Namun itu bukanlah masalah sebenar. Apa yang menjadi kepentingan dalam memasak adalah kepanasan dan masa untuk memasak makanan.

Tempoh memasak lebih pantas dengan dapur induksi selain lebih bersih.

Walaupun teknik pemanasan secara aruhan ini telah lama ditemui melalui ilmu fizik, namun dapur induksi hanya dikormesilkan menjelang tahun 2006. Seterusnya ianya terus diperbaiki dengan pelbagai ciri-ciri istimewa oleh syarikat pengeluar barangan elektrik. Begitu juga peralatan memasak untuk dapur ini. Cakera induksi digunakan untuk memasak di dalam bekas yang bukan logam. Jadi anda masih boleh memasak di dalam mangkuk kaca ataupun tembikar. Malah terdapat juga ketuhar yang menggunakan konsep induksi untuk memanaskan suhu udara di dalam ketuhar.

Di negara-negara Eropah penggunaan dapur induksi telah digunakan secara meluas. Malah restoran-restoran juga menggunaan dapur ini kerana ianya ternyata menjimatkan.  i) Tidak memaskan ruang dapur (ini mengurangkan kos penyaman udara). ii) Mudah dibersihkan - dapur induksi yang memiliki permukaan yang mudah dibersihkan dapat mengurangkan kadar guna tenaga di dapur.

Begitulah tadi antara perkara-perkara yang dapat saya ketengahkan kali ini dalam ruangan ini. Adalah penting bagi kita untuk sentiasa mengikuti perkembangan terbaru teknologi yang dapat membantu kita mencapai taraf kehidupan yang lebih baik. Disamping itu melalui inovasi ini mungkin dapat membantu kita untuk memikirkan rekaan-rekaan baru untuk masa hadapan.

Dapur induksi yang lengkap dipasang bersama kabinet dapur, kemas lagi bergaya.