يوضح الرسم التوضيحي الرسوم البيانية التخطيطية للتأثيرات الثلاثة الرئيسية في مجالنا الكهروحراري: تأثير سيبيك، وتأثير بلتيير، وتأثير طومسون. هذه المرة، سوف نستكشف ويليام طومسون واكتشافه العظيم - تأثير طومسون.
ولد ويليام طومسون في أيرلندا عام 1824. وكان والده جيمس أستاذًا للرياضيات في الكلية الملكية في بلفاست. لاحقًا، بينما كان يقوم بالتدريس في جامعة جلاسكو، انتقلت عائلته إلى جلاسكو، اسكتلندا عندما كان ويليام في الثامنة من عمره. دخل طومسون جامعة جلاسكو في سن العاشرة (لا داعي للمفاجأة أنه في تلك الحقبة، كانت الجامعات الأيرلندية تقبل طلاب المدارس الابتدائية الأكثر موهبة)، وبدأ في دراسة المقررات الجامعية في سن الرابعة عشرة تقريبًا. وفي سن الخامسة عشرة، حصل على الميدالية الذهبية للجامعة عن مقال بعنوان "شكل الأرض". ذهب طومسون لاحقًا للدراسة في جامعة كامبريدج وتخرج كثاني أفضل طالب على صفه. بعد التخرج، ذهب إلى باريس وأجرى بحثًا تجريبيًا لمدة عام تحت إشراف رينيه. في عام 1846، عاد طومسون إلى جامعة جلاسكو للعمل كأستاذ للفلسفة الطبيعية (أي الفيزياء) حتى تقاعده في عام 1899.
أنشأ طومسون أول مختبر للفيزياء الحديثة في جامعة جلاسكو. في سن الرابعة والعشرين، نشر دراسة عن الديناميكا الحرارية وأنشأ "مقياس درجة الحرارة الديناميكية الحرارية المطلقة" لدرجة الحرارة. وفي سن السابعة والعشرين نشر كتاب "نظرية الديناميكا الحرارية" الذي أسس فيه القانون الثاني للديناميكا الحرارية وجعله قانونا أساسيا في الفيزياء. اكتشف بالاشتراك تأثير جول طومسون أثناء انتشار الغاز مع جول؛ وبعد تسع سنوات من بناء كابل بحري أطلنطي دائم بين أوروبا وأمريكا، حصل على اللقب النبيل "اللورد كلفن".
كان نطاق بحث طومسون واسع النطاق للغاية طوال حياته. لقد قدم مساهمات كبيرة في الفيزياء الرياضية والديناميكا الحرارية والكهرومغناطيسية وميكانيكا المرونة ونظرية الأثير وعلوم الأرض.
في عام 1856، أجرى طومسون تحليلًا شاملاً لتأثير سيبيك وتأثير بلتيير من خلال تطبيق مبادئ الديناميكا الحرارية التي وضعها، وأنشأ علاقة بين معامل سيبيك غير ذي الصلة في الأصل ومعامل بلتيير. يعتقد طومسون أنه عند الصفر المطلق، توجد علاقة متعددة بسيطة بين معامل بلتيير ومعامل سيبيك. على هذا الأساس، تنبأ نظريًا بتأثير كهروحراري جديد، أي عندما يتدفق التيار عبر موصل بدرجة حرارة متفاوتة، بالإضافة إلى توليد حرارة جول لا رجعة فيها، يمتص الموصل أيضًا أو يطلق كمية معينة من الحرارة (المعروفة باسم حرارة طومسون). أو على العكس، عندما تكون درجات الحرارة عند طرفي قضيب معدني مختلفة، سيتشكل فرق جهد كهربائي عند طرفي القضيب المعدني. سُميت هذه الظاهرة فيما بعد بتأثير طومسون، وأصبحت التأثير الكهروحراري الثالث بعد تأثير سيبيك وتأثير بلتيير.
انتهت القصة. ها هي النقطة الأساسية!
س: ما هي التأثيرات الحرارية الثلاثة الرئيسية على التوالي؟
ج: يشير تأثير سيبيك، المعروف أيضًا باسم التأثير الكهروحراري الأول، إلى الظاهرة الكهروحرارية الناتجة عن اختلاف درجة الحرارة بين موصلين مختلفين أو أشباه الموصلات، مما يؤدي إلى اختلاف الجهد بين مادتين.
يشير تأثير بلتيير، المعروف أيضًا باسم التأثير الكهروحراري الثاني، إلى الظاهرة التي عندما يمر التيار عبر نقطة الاتصال التي يشكلها الموصلان A وB، بالإضافة إلى حرارة الجول المتولدة بسبب التيار المتدفق عبر الدائرة، هناك أيضًا تأثير ماص للحرارة أو طارد للحرارة عند نقطة الاتصال. إنه رد فعل عكسي لتأثير Seebeck. وبما أن حرارة الجول مستقلة عن اتجاه التيار، فيمكن قياس حرارة بلتييه عن طريق تطبيق الكهرباء مرتين في الاتجاه المعاكس.
تأثير طومسون، المعروف أيضًا باسم التأثير الكهروحراري الثالث، اقترحه طومسون ليكون له علاقة متعددة بسيطة بين معامل بلتيير ومعامل سيبيك عند الصفر المطلق. على هذا الأساس، تنبأ نظريًا بتأثير كهروحراري جديد، أي عندما يتدفق التيار عبر موصل بدرجة حرارة متفاوتة، بالإضافة إلى توليد حرارة جول لا رجعة فيها، يمتص الموصل أيضًا أو يطلق كمية معينة من الحرارة (المعروفة باسم حرارة طومسون). أو على العكس، عندما تكون درجات الحرارة عند طرفي قضيب معدني مختلفة، سيتشكل فرق جهد كهربائي عند طرفي القضيب المعدني.
س: ما العلاقة بين هذه التأثيرات الحرارية الثلاثة؟
ج: التأثيرات الحرارية الثلاثة لها اتصالات معينة: تأثير طومسون هو الظاهرة التي يتم فيها توليد جهد كهربائي عندما يكون هناك اختلاف في درجة الحرارة بين طرفي الموصل؛ تأثير بيليه هو الظاهرة التي يحدث فيها اختلاف في درجة الحرارة بين طرفي موصل مشحون (أحد الطرفين يولد الحرارة والطرف الآخر يمتص الحرارة). مزيج من الاثنين يشكل تأثير Seebeck.
باختصار، يشير التأثير الكهروحراري إلى ظاهرة أنه عندما يكون هناك اختلاف في درجة الحرارة عند نقطة التلامس بين مادتين، سيحدث فرق الجهد الكهربائي والتيار. يقوم تأثير سيبيك بتحويل الطاقة الحرارية إلى طاقة كهربائية، ويحقق تأثير بلتيير التحويل المتبادل بين الطاقة الكهربائية والحرارية، ويصف تأثير طومسون التأثير الحراري عندما يمر التيار عبر مادة ما.
X-يستحقهو الصانع والمورد المهنية لالمواد الحرارية, مبردات حراريةوجمعيات المبردات الحراريةفي الصين. مرحبا بكم في التشاور والشراء.
