Page 83 - 6376

Пояснимо механізм виділення тепла Пельтьє. Нехай через контакти двох металів від

′
зовнішнього джерела ℰ пропускається струм (рис. 4). Нехай контактна різниця потенціалів
має таку полярність, що метал 1 заряджається відносно металу 2 негативно. Електрони
рухаються у контакті проти контактного поля і тому ним прискорюються. Ця додаткова

кінетична енергія отримується за рахунок зменшення теплової енергії контакту, і тому він
охолоджується. У контакті електрон гальмується контактним полем і віддає йому

частину кінетичної енергії направленого руху. Контакт додатково нагрівається. Отже,

> . Таким чином електрон виконує роль переносника енергії від одного контакту до

іншого, а саме від холодного до гарячого . А це вже не що інше, як холодильна машина.
Саме так на контакті вісмут-сурма Ленц у 1836 році заморозив краплю води.

Явище Пельтьє використовується в термоелектричних напівпровідникових
холодильниках і в деяких електронних приладах.

Рисунок 5 – Термоелектричні елементи.

Явище Томсона (1856). Вільям Томсон (Кельвін), досліджуючи термоелектричні

явища, прийшов до висновку, який підтвердив експериментально, що при проходженні
струму по нерівномірно нагрітому провіднику повинно відбуватися додаткове виділення

(поглинання) теплоти, аналогічної теплоті Пельтьє. Це явище отримало назву явища

Томсона. Його можна пояснити наступним чином. Оскільки у більш нагрітої частини
провідника електрони мать більшу середню енергію, ніж у менш нагрітої, то, рухаючись у

напрямі зменшення температури, вони віддають частину своєї енергії ґратці, в результаті
чого відбувається виділення теплоти Томсона. Якщо ж електрони рухаються у бік зростання

температури, то вони, навпаки, поповнюють свою енергію за рахунок енергії ґратки, в
результаті чого відбувається поглинання теплоти Томсона.