Суммарный линейный эффект

Весьма существен и интересен тот факт, что при фикси­рованных температурах и потенциалах на концах провод­ника электрические методы позволяют измерить только чистый линейный эффект (3.10), остальные эффекты на результатах не сказываются. Что касается калориметри­ческих методов, то они дают суммарный линейный эффект(в работах [6, 7] он не очень удачно именуется суммар­ным эффектом Томсона); в него входят эффекты Томсона, увлечения и линейный.

Очевидно, что если результаты калориметрических опытов представить с помощью выражений типа (3.5), (3.7) или (3.11), т.е.

I_QS = B_SDTI_Y = dj_SI_S , (3.13)

где

dj_S = B_SDT ; (3.14)

B_S = t + В_у + В_л I²_Y , (3.15)

тогда суммарный коэффициент пропорциональности B_S окажется зависящим от квадрата силы тока (в этих фор­мулах о принадлежности величин к суммарному линей­ному эффекту свидетельствует индекс S).

Благодаря такой раскладке эффектов удается легко отделить их один от другого. Например, при малых силах тока линейный эффект обращается в нуль (см. формулу (3.9)) и калориметрические опыты дают сумму эффектов Томсона и увлечения. Эффект увлечения можно выделить из этой суммы, если эффект Томсона определить с по­мощью потенциала Вольта. Эффект Джоуля-Ленца на­ходится при отсутствии разности температур.

Большой теоретический и практический интерес пред­ставляет сравнение теплот, сопровождающих эффекты Томсона, увлечения, Джоуля-Ленца и линейного. В эф­фектах Томсона и увлечения количество тепла пропор­ционально силе тока, в эффекте Джоуля-Ленца - силе тока в квадрате, а в линейном эффекте - силе тока в ку­бе. Это значит, что с увеличением силы тока линейный эффект (3.9) возрастает очень быстро и при нескольких тысячах ампер подавляет все остальные, включая диссипативный Джоуля-Ленца. Это позволяет создать вечный двигатель второго рода (ПД) в виде термоэлектрической пары, в которой поглощаемая из окружающей среды теплота в эффекте (3.9) превышает все остальные теп­лоты, а полученный избыток преобразуется в электро­энергию с КПД 100%. Соответствующий ПД-18 описан в работе [10, с.468, 476].

Становится понятным наблюдаемый разброс значений коэффициента Томсона t, полученного калориметриче­ским методом разными авторами, которые проводили свои опыты при неодинаковых силах тока, так как они факти­чески определяли не коэффициент t, а суммарный коэф­фициент B_S. Естественно, что использованные ими в опы­тах сравнительно малые силы тока не позволили обнару­жить и сам линейный эффект (см. формулу (3.9)). Понятно также, что с помощью электрического метода фактически измеряется линейный коэффициент B_лно не коэффициент Томсона t или коэффициент термоэдс a(удельная термоэдс), входящий в известное уравнение:

dj = a(Т₁ - Т₂). (3.16)

Этим уравнением еще со времен Зеебека, Пельтье и Томсона принято описывать работу термопары (термо­элемента), которая представляет собой замкнутую цепь, состоящую из двух разнородных проводников. Спаи тер­мопары находятся при неодинаковых температурах Т₁ (горячий) и Т₂ (холодный). Благодаря наличию разных скачков потенциала в спаях в цепи возникают термоэдс dj и электрический ток (эффект Зеебека).

Таким образом, термопара объединяет в себе контакт­ные и линейные эффекты и служит наиболее характер­ным и распространенным примером применения термоэлектрических явлений на практике. Коэффициент тер­моэдс a включает в себя многие особенности этих явлений, поэтому он фактически является коэффициентом нашего незнания. Первая теоретическая попытка расшифровать физическое содержание величины a была сделана Томсоном. Каждый металл характеризуется своим значением a, поэтому возникающая в термопаре ЭДС находится по разности коэффициентов термоэдс проводников, состав­ляющих термопару. Величину a можно измерить, если испытуемый металл сочетать в термопаре со свинцом или оловом, у которых a » 0. В настоящей монографии термо­пары используются для измерения температур контроль­ного участка образца, нагревателей, стенок эксперимен­тальной вакуумной камеры и т.д.

Описанные термоэлектрические эффекты хорошо ил­люстрируют конкретные особенности упомянутого выше взаимного влияния простых теплового и электрического явлений. Более детально новая теория термоэлектриче­ства и ее обоснования излагаются в работах [4-7, 10].

Изложенный краткий экскурс в область термоэлект­рических эффектов должен пролить дополнительный свет на их физическое содержание, стимулировать исследова­ния в данной области и открыть новые перспективы в этих исследованиях. Прежде всего это касается возможности создания разных вечных двигателей второго рода (ПД), один из них уже упоминался (ПД-18). Не менее интере­сен ПД-14, более подробно рассматриваемый ниже. Но вначале целесообразно остановиться на некоторых экспериментальных результатах, подтверждающих теорию, а также упомянуть о приборах и установках, с помощью которых эти результаты были получены.

Дата добавления: 2015-06-30; просмотров: 119; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!