Явление пельтье
Cтраница 4
Особенно интенсивно протекает явление Пельтье в термопаре, состоящей из разновидных полупроводников: дырочного и электронного. [46]
Термоэлектрические холодильники используют явление Пельтье - выделение или поглощение тепла на границе двух проводников при прохождении тока в термоэлектрической цепи. [47]
То обстоятельство, что явление Пельтье отводит теплоту кристаллизации в том самом месте, где она выделяется, а также что кристаллизация может происходить в изотермических условиях равновесия между жидкой и твердой фазами ( если пренебречь джоулевой теплотой) при отсутствии термических напряжений в растущем кристалле - оба эти обстоятельства открывают новые возможности влияния на процесс кристаллизации в особо благоприятных условиях для роста монокристалла. [48]
По теории электронного газа явление Пельтье объясняется следующим образом. Для одного из спаев движение электронов, порождаемое внешней электродвижущей силой, совпадает с тем, которое порождается разностью давлений электронного газа, в другом спае они противоположны. Таким образом, разность давлений электронного газа в первом спае содействует движению электронов как носителей тока, ускоряя их движение. Энергия, затрачиваемая на это ускорение, получается за счет внутренней энергии места спая; в связи с этим температура спая понижается. Во втором спае разность давлений электронного газа противодействует движению электронов как носителей тока; в этом спае внешний источник электроэнергии затрачивает дополнительную работу, направленную на преодоление указанной разности давлений, вследствие чего температура спая повышается. В итоге спаи, имевшие одинаковую температуру, приобретают под действием тока температуры тем более различающиеся, чем больше величина тока; причем когда ток совпадает по направлению с тем током, который возник бы при нагревании данного спая, то этот спай охлаждается. [49]
То обстоятельство, что явление Пельтье отводит теплоту кристаллизации в том самом месте, где она выделяется, а также что кристаллизация может происходить в изотермических условиях равновесия между жидкой и твердой фазами ( если пренебречь джоулевой теплотой) при отсутствии термических напряжений в растущем кристалле - оба эти обстоятельства открывают новые возможности влияния на процесс кристаллизации в особо благоприятных условиях для роста монокристалла. [50]
По теории электронного газа явление Пельтье объясняется следующим образом. Для одного из - спаев движение электронов, порождаемое внешней электродвижущей силой, совпадает с тем, которое порождается разностью давлений электронного газа, в другом спае они противоположны. Таким образом, разность давлений электронного газа в первом спае содействует движению электронов как носителей, тока, ускоряя их движение. Энергия, затрачиваемая на это ускорение, получается за счет внутренней энергии места спая; в связи с этим температура спая понижается. Во втором спае разность давлений электронного газа противодействует движению электронов, как носителей тока; в этом спае внешний источник электроэнергии затрачивает дополнительную работу, направленную на преодоление указанной разности давлений, вследствие чего температура спая повышается. [51]
 |
В этой цепи ток течет по направлению от электронного полупроводника к дырочному. [52] |
Из рассмотрения механизма возникновения явления Пельтье легко выводится мнемоническое правило, позволяющее безошибочно устанавливать, в каком контакте происходит выделение или, наоборот, поглощение тепловой энергии. Если электрический ток направлен от дырочного полупроводника к электронному, то тепловая энергия в контакте выделяется. Когда ток направлен от электронного полупроводника к дырочному, тепловая энергия в контакте поглощается. [53]
Отметим, что между явлением Пельтье и выделением тепла Джоуля-Ленца имеются существенные различия. Тепло Джоуля-Ленца пропорционально квадрату силы тока и не зависит от направления тока. Тепло же Пельтье пропорционально первой степени силы тока и меняет знак при перемене направления тока. Далее, тепло Джоуля-Ленца зависит от сопротивления проводника, тогда как тепло Пельтье от него не зависит. [54]
 |
Схема опыта для измерения тепла Пельтье. [55] |
Отметим, что между явлением Пельтье и выделением тепла Ленца - Джоуля имеются существенные различия. Тепло Ленца - Джоуля пропорционально квадрату силы тока и не зависит от направления тока. Тепло же Пельтье пропорционально первой степени силы тока и меняет знак при перемене направления тока. Далее, тепло Ленца - Джоуля зависит от сопротивления проводника, в то время как тепло Пельтье от него не зависит вовсе. [56]
Отметим, что между явлением Пельтье и выделением тепла Ленца - Джоуля имеются существенные различия. Тепло Ленца - Джоуля пропорционально квадрату силы тока и не зависит от направления тока. Тепло же Пельтье пропорционально первой степени силы тока и меняет знак при перемене направления тока. Далее, тепло Ленца - Джоуля зависит от сопротивления проводника, в то время как тепло Пгльтье от него не зависит вовсе. [57]
Томсона представляет собой в сущности своеобразное явление Пельтье с той только разницей, что в данном случае неоднородность вызвана не различием химического состава проводника, а неодинаковостью температуры. Опыт ( а также теоретические расчеты, на которых мы не останавливаемся) показывает, что явление Томсона подчиняется следующему основному закону. [58]
Так же как и в явлении Пельтье, мы будем считать тепло Q положительным, если оно выделяется. [59]
 |
Вакуумный термо.| Схема опыта для наблю-дения явления Пельтье. [60] |
Страницы: 1 2 3 4 5