• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Zjawisko Thomsona

    Przeczytaj także...
    William Thomson, 1. Baron Kelvin (ur. 26 czerwca 1824 w Belfaście, zm. 17 grudnia 1907 w Largs w Szkocji) – brytyjski fizyk pochodzenia irlandzkiego, matematyk oraz przyrodnik. Sformułował drugą zasadę termodynamiki, badał elektryczność i magnetyzm.Efekt Peltiera – jedno ze zjawisk termoelektrycznych w ciałach stałych, polega na wydzielaniu lub pochłanianiu energii, pod wpływem przepływu prądu elektrycznego przez złącze. W wyniku pochłaniania energii na jednym złączu i wydzielania energii na drugim, pomiędzy złączami powstaje różnica temperatur. Jest odwrotne do efektu Seebecka. Zjawisko po raz pierwszy zostało zaobserwowane w 1834 roku przez Jeana Peltiera.
    Ciepło w fizyce – jeden z dwóch, obok pracy, sposobów przekazywania energii wewnętrznej układowi termodynamicznemu. Jest to przekazywanie energii chaotycznego ruchu cząstek (atomów, cząsteczek, jonów).

    Zjawisko Thomsona jedno ze zjawisk termoelektrycznych, odkryte w 1856 roku przez Williama Thomsona (lorda Kelvina). Polega na wydzielaniu się lub pochłanianiu ciepła podczas przepływu prądu elektrycznego (tzw. ciepła Thomsona) w jednorodnym przewodniku, w którym istnieje gradient temperatury. Ilość wydzielonego/pochłoniętego ciepła jest proporcjonalna do różnicy temperatury, natężenia prądu i czasu jego przepływu, a także od rodzaju przewodnika.

    Dyfuzja - proces samorzutnego rozprzestrzeniania się cząsteczek lub energii w danym ośrodku (np. w gazie, cieczy lub ciele stałym), będący konsekwencją chaotycznych zderzeń cząsteczek dyfundującej substancji między sobą lub z cząsteczkami otaczającego ją ośrodka. Ze względu na skalę zjawiska, rozpatruje się dwa podstawowe rodzaje dyfuzji:Zjawisko Seebecka – zjawisko termoelektryczne polegające na powstawaniu siły elektromotorycznej w obwodzie zawierającym dwa metale lub półprzewodniki gdy ich złącza znajdują się w różnych temperaturach.

    Zjawisko Thomsona dotyczy jedynie wydzielania i pochłaniania ciepła – nie powoduje wydzielania się sił termoelektrycznych. Jest to zjawisko dotyczące jedynie efektów cieplnych przepływu prądu elektrycznego (niezależnych od ciepła Joule’a-Lentza i o innej naturze).

    Współczynnik Thomsona jest zdefiniowany jako:

    Prawo Joule’a, zwane również prawem Joule’a-Lenza, pozwala wyznaczyć ilość ciepła, które wydziela się podczas przepływu prądu elektrycznego przez przewodnik elektrycznyZjawisko termoelektryczne – efekt bezpośredniej transformacji napięcia elektrycznego występującego między dwoma punktami układu ciał na różnicę temperatur między tymi punktami, lub odwrotnie: różnicy temperatur na napięcie elektryczne. Zjawisko to jest wykorzystywane do

    gdzie:

    Przewodnik elektryczny – substancja, która dobrze przewodzi prąd elektryczny, a przewodzenie prądu ma charakter elektronowy. Atomy przewodnika tworzą wiązania, w których elektrony walencyjne (jeden, lub więcej) pozostają swobodne (nie związane z żadnym z atomów), tworząc w ten sposób tzw. gaz elektronowy.Natężenie prądu (nazywane potocznie prądem elektrycznym) - wielkość fizyczna charakteryzująca przepływ prądu elektrycznego zdefiniowana jako stosunek wartości ładunku elektrycznego przepływającego przez wyznaczoną powierzchnię do czasu przepływu ładunku.
    – moc cieplna wydzielająca się na długości – gradient temperatury na długości próbki, – wartość przepływającego prądu.

    Natura zjawiska Thomsona[ | edytuj kod]

    Różnica temperatury w materiale prowadzi do wystąpienia gradientu koncentracji nośników i odpowiadającego mu prądu dyfuzji. Ten ostatni prowadzi do powstania rozkładu ładunku przestrzennego. Jeżeli pole od ładunku w objętości jest skierowane przeciwnie niż pole zewnętrzne, to ostatnie wykonuje pracę przeciwko polu wewnętrznemu, co prowadzi do wydzielania dodatkowego ciepła. Jeżeli kierunki obu pól są zgodne, to pole wewnętrzne wspomaga dryft nośników kosztem cieplnej energii sieci, co prowadzi do jej ochłodzenia. Inaczej mówiąc przyczyną zjawiska Thompsona jest różny stopień zagęszczenia elektronów swobodnych wzdłuż przewodnika, na którego długości występuje gradient temperatury. Zjawisko to wraz ze zjawiskiem Peltiera wykorzystuje się w metrologii wielkości nieelektrycznych do pomiaru temperatury (pomiar siły termoelektryczej w funkcji temperatury).

    Relacja Thomsona[ | edytuj kod]

    Nazywa się tak relację łączącą ze sobą trzy współczynniki zjawisk termoelektrycznych:

    gdzie: – różnica współczynników Thomsona przewodników, z których jest wykonane spojenie, współczynnik Seebecka (względna siła termoelektryczna), współczynnik Peltiera, – gradient temperatury.

    Zobacz też[ | edytuj kod]

  • efekt Peltiera
  • zjawisko Seebecka



  • w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)

    Reklama

    Czas generowania strony: 0.013 sek.