אפקט חימום קולי
כאשר גלים קולי מתפשטים במדיום, בגלל החיכוך הפנימי של מדיום ההתרבות, חלק מאנרגיית גלי הקול ייקלט במדיום ויומר לאנרגיית חום כדי להגביר את הטמפרטורה של המדיום. בהשוואה לשיטות חימום אחרות, שיטת חימום זו משיגה את אותו האפקט. השפעה זו של הגדלת הטמפרטורה של המדיום נקראת ההשפעה התרמית של אולטרסאונד.
כאשר גלים אולטראסוניים מתפשטים במדיום, גלי קול בעלי משרעת גדולה יווצרו גלי הלם תקופתיים עם משטח גל נסור, ויגרמו לשיפוע לחץ גדול על פני הגל. אנרגיית הרטט נספגת ברציפות והמרה לחום על ידי המדיום כדי להגביר את הטמפרטורה של המדיום. האנרגיה הנספגת יכולה להגדיל את הטמפרטורה הכוללת של המדיום ואת הטמפרטורה המקומית מחוץ לגבול. יחד עם זאת, בגלל הרטט האולטרסאונד, המדיום מייצר תנודה חזקה בתדירות גבוהה, והמדיום מתחכך זה בזה כדי לייצר חום, מה שעלול להעלות את הטמפרטורה של המדיום המוצק והנוזלי. כאשר גלים קולי חודרים לממשק של שני מדיות שונות, עליית הטמפרטורה גדולה יותר. הסיבה לכך היא שהעכבה האופיינית בממשק שונה, מה שיגרום להשתקפות, ויצר גל עומד, ויגרום לחיכוך בין מולקולות וחימום.
הפעולה התרמית של אולטרסאונד יכולה לייצר שתי צורות של השפעות תרמיות. האחד הוא האפקט התרמי המיוצר על ידי גלים רציפים, והשני הוא האפקט התרמי המיידי. ההשפעה התרמית של גל רציף נובעת מספיגת אובדן החיכוך הבינוני והפנימי. הפעולה המתמשכת של אולטרסאונד בפרק זמן מסוים גורמת לעליית טמפרטורה באזור שדה הקול של המדיום. האפקט התרמי המיידי מתייחס בעיקר לטמפרטורה הגבוהה המיידית שנוצרת על ידי סגירת בועת הקוויטציה.
המנגנון התרמי של אולטרסאונד כולל את ההיבטים הבאים:
מעבר מתרחש כאשר רטט קולי עובר דרך המדיום;
נקודת הבינונית מכווצת מעת לעת, כך שמרכז עליית הטמפרטורה מתרחש בשלב הדחיסה של הגל הקולי;
הוא נוצר בגבול רקמות שונות. עקב ריבוד הרקמות והמעכבים הדיאלקטריים השונים, ייווצרו השתקפויות וייווצרו גלים עומדים שיגרמו לתנועה יחסית בין מולקולות לייצר חיכוך וליצור חום. באותה תקופה תחול עליית טמפרטורה מקומית במיקום המקביל לאנטינוד הגל העומד. .
בין גורמים אלה, ספיגת המדיום היא הגורם העיקרי ליצירת חום.
מכיוון שאין חומר שיכול להמיר את כל אנרגיית הקול לאנרגיה מכנית ולאנרגיה כימית, הוא יפיק חום פחות או יותר, ולכן האפקט התרמי הוא מאפיין ייחודי של אולטרסאונד. ההשפעה התרמית של אולטרסאונד יכולה לבוא לידי ביטוי כחימום הכולל הנגרם על ידי אולטרסאונד, החימום המקומי בגבול, החימום המקומי של חזית הגל כשנוצר גל ההלם, וכן הלאה.
