Что произойдет, если вместо воды/охлаждающей жидкости вы поместите в специальный контур охлаждения огромное количество жидкого металла? С какими проблемами вы столкнетесь? Будет ли вообще какая-то польза от этого?
БОНУС: А что если использовать медные трубки вместо стандартных пластиковых/стеклянных и прокачивать жидкий металл через медные трубки? А также использовать медный блок ЦП?
решение1
Все в ответе Келтари верно, я просто хочу дополнить его другой важной информацией:
Когда вы хотите «передать» тепло, вам нужно иметь дело с двумя основными значениями: теплопроводностью и теплоемкостью. Первое — насколько легко получить/отдать тепло от/к другому материалу, например, получить тепло от горячей поверхности и отдать тепло холодной поверхности. Второе — сколько энергии он может хранить.
Теплопроводность жидких металлов очень низкая по сравнению с твердыми. Чистый, твердый алюминий имеет теплопроводность около 200 Вт/(м К), чистая медь около 390 Вт/(м К). С другой стороны, у ртути она составляет около 8,5 Вт/(м К), а у воды около 0,6 Вт/(м К). Таким образом, жидкие металлы лучше воды для теплопередачи, но гораздо хуже твердых металлов.
Теплоемкость — это еще одна часть. Изменение температуры на 1 К (т. е. изменение на 1 °C или 2 °F) для жидкой воды требует 4,187 кДж/кг, тогда как то же изменение для ртути составляет 0,125 кДж/кг, это означает, что то же самое тепло от поверхности ЦП вызывает в 32 раза большее изменение температуры ртути!
Если рассуждать просто, то в 14 раз лучшая проводимость и в 32 раза худшая теплоемкость — это примерно на 50% худшая сумма по сравнению с водяным охлаждением, и это без учета других опасных факторов, таких как токсичность или факторы короткого замыкания. (Этот расчет неверен, поскольку есть много других параметров, от которых зависят эти значения, например, текущая температура, давление, а также есть побочное рассеивание при передаче и т. д.)
решение2
Хотя на первый взгляд это может показаться хорошей идеей, на самом деле этооченьплохая идея.
Существует два металла (не считая сплавов), которые являются жидкими при комнатной температуре: ртуть и галлий.
Во-первых, ртуть — этоочень сильнотоксичны и должны использоваться только специалистами.
Галлий будеткорродировать алюминий и сталь, через который проходит охлаждающая жидкость, чтобы отвести тепло. В конечном итоге это разрушит соединения и радиаторы, что приведет к следующей проблеме.
И ртуть, и галлий являются электрическими проводниками. Если любая из этих двух жидкостей попадет на электронику, это может вызвать короткое замыкание и даже повредить электронику. И снова, ртуть чрезвычайно токсична. Это само по себе является причиной не использовать их.
Ртуть и галлий имеют высокую скорость объемного расширения из-за тепла. При сильном нагреве они могут значительно расшириться, и давление разрушит охлаждающие линии.
Галлий сам по себе не является жидкостью.комнататемпература. Он имеет температуру плавления 85,58°F (29,76°C), что означает, что если ПК выключен и полностью остыл, галлий затвердеет. Это, конечно, может вызвать проблемы, так как жидкость не сможет течь.
Редактирую еще несколько мыслей:
Ртуть очень, очень тяжелая. Один литр ртути весит чуть меньше 30 фунтов (13,5 килограммов). Один литр галлия весит 13,02 фунта (6 килограммов). Для перемещения этой жидкости потребовался бы огромный насос. Один только вес мог бы заставить печатные платы согнуться или сломаться.
решение3
Жидкометаллические процессорные кулеры уже существуют:
http://www.guru3d.com/articles-pages/danamics-lmx-superleggera-review,1.html
В этом случае используется NaK: эвтектический сплав натрия и калия, который пугающе реагирует с воздухом, водой и практически с чем угодно:
https://en.wikipedia.org/wiki/Натрий-калиевый_сплав
Этот же сплав используется для охлаждения в атомной энергетике.
решение4
Такого рода вещи могут быть довольно опасными и, похоже, представляют серьезную проблему безопасности для тех, кто пытается сделать это дома. Так что, серьезно, этот ответ гипотетический — не пытайтесь ничего из этого делать дома и т. д.
Ответ @uDevправильно ли, что вас в первую очередь будут волновать две вещи:
теплопроводность: Насколько быстро тепловая энергия (тепло) распространяется через вещество.
теплоемкость: Сколько тепловой энергии (тепла) может удерживать вещество (в данном случае, прежде чем оно станет слишком горячим, чтобы поглощать больше).
Вода часто является отличным охладителем, поскольку имеет довольно высокую теплоемкость. То есть, для ее нагрева требуется относительно большое количество тепла.
Тем не менее, я думаю, что некоторые из других ответов переоценили, насколько важна теплоемкость в этом случае. Проблема в том, что мы на самом деле не просто нагреваем определенное количество охлаждающей жидкости; вместо этого охлаждающая жидкость постоянно течет, так что мы в основном обеспокоены
- [теплоемкость] * [расход].
Таким образом, если выбрана охлаждающая жидкость с меньшей теплоемкостью, разницу можно компенсировать, увеличив скорость потока охлаждающей жидкости до некоторого разумного предела, например, когда тепло от трения потока жидкости становится проблематичным или давление потока вызывает механические повреждения.
Так,дав принципе, более высокая теплопроводность жидкого металла может оказаться полезной в некоторых конструкциях.
Практическим ограничением является то, что охлаждающий контур обеспечивает только один источник теплового сопротивления в охлаждающем механизме. Таким образом, даже если бы он был оптимизирован для очень низкого эффективного теплового сопротивления, общее тепловое сопротивление системы могло бы продолжать поддерживаться тепловым сопротивлением ЦП и теплообменника на нем.