g này được Peltier phát hieơn vào naím
øy thuoơc vào chieău ỏ raỉng, nhieơt lượng Peltier tỷ leơ thuaơn với đieơn tích
π12It = -π12It (5.15)
Nhieơt
ường bớt naíng lượng cho máng tinh theơ, kêt quạ làm cho môi hàn
hâp thú) ngoài nhieơt lượng Joule. Hieơn tượng này gĩi là hieơn tượng Thomson.
các kim lối ở hai đaău, khođng phú thuoơc vào
§5.5. CÁC HIEƠN TƯỢN
5.5.1.Hieơn tượng Peltier
Do toăn tái hieơu đieơn thê tiêp xúc, neđn ngoài nhieơt lượng Joule tỏa ra trong theơ tích vaơt dăn còn có moơt nhieơt lượng phú nữa xạy ra ở choê tiêp xúc giữa hai kim lối khác nhau. Hieơn tượn
1834 và được gĩi là hieơn tượng Peltier.
Khi cho dòng đieơn đi qua choê tiêp xúc giữa hai kim lối, xạy ra sự hâp thú hay tỏa ra nhieơt lượng Q gĩi là nhieơt lượng Peltier, tu
dòng đieơn, kêt quạ làm cho môi hàn lánh đi hay nóng leđn. Thực nghieơm chứng t
toàn phaăn đi qua môi hàn:
Qπ = π12q =
Ở đađy π12= - π21 gĩi là heơ sô Peltier.
Chú ý raỉng hieơn tượng Peltier khác hieơn tượng tỏa nhieơt Joule-Lenx: Nhieơt lượng Joule tỷ leơ với I2 và khođng phú thuoơc vào chieău dòng đieơn I, trong khi nhieơt lượng Peltier thì tỷ leơ với I và phú thuoơc vào chieău dòng đieơn.
lượng Joule phú thuoơc vào đieơn trở R còn nhieơt lượng Peltier thì khođng.
Nguyeđn nhađn: Do toăn tái thê hieơu tiêp xúc trong. Nêu đieơn trường tái
môi hàn cùng chieău dòng đieơn nó sẽ cạn trở chuyeơn đoơng cụa các electrođn làm đoơng naíng cụa chúng giạm. Các electrođn phại lây theđm naíng lượng ở máng tinh theơ, kêt quạ làm cho môi hàn lánh đi. Ngược lái, nêu đieơn trường ngược chieău dòng đieơn, các electrođn sẽ được gia tôc theđm, chúng taíng đoơng naíng và nh
nóng leđn.
5.5.2.Hieơn tượng Thomson
Khạo sát các hieơn tượng nhieơt đieơn Thomson nhaơn thây raỉng: Ngay cạ trong moơt vaơt dăn đoăng nhât, nêu nhieơt đoơ tái các phaăn khác nhau cụa vaơt dăn là khác nhau, thì khi cho dòng đieơn moơt chieău cháy qua vaơt dăn sẽ xạy ra hieơn tượng có moơt nhieơt lượng phú tỏa nhieơt (hay
Nhieơt lượng Thomson tỏa ra trong moơt đơn vị theơ tích trong moơt đơn vị thời gian tỷ leơ với gradieđnt nhieơt đoơ dT/dx và với maơt đoơ dòng i:
T dT
Q i
dx
τ
= ⋅ (5.16)
Trong đó τ là heơ sô tỷ leơ gĩi là heơ sô Thomson.
Nguyeđn nhađn: Naíng lượng cụa các electrođn ở đaău nóng lớn hơn đaău lánh, neđn khi các electrođn chuyeơn đoơng từ đaău nóng tới đaău lánh (ngược chieău dòng đieơn) nó nhường bớt naíng lượng cho máng tinh theơ làm vaơt dăn nóng leđn. Ngược lái, khi electrođn chuyeơn đoơng từ đaău lánh sang đaău nóng nó lây theđm naíng lượng từ máng tinh theơ làm vaơt dăn lánh đi.
5.5.3.Hieơn tượng Seebeck.
a) Khi ghép các kim lối khác chât, nêu nhieơt đoơ các môi hàn khác nhau sẽ làm xuât hieơn trong mách moơt suât đieơn đoơng nhieơt đieơn. Chẳng hán với mách kín goăm 2 kim lối khác chât ghép với nhau (gĩi là caịp nhieơt đieơn), nêu nhieơt đoơ hai môi hàn khác nhau trong mách sẽ xuât hieơn dòng đieơn gĩi là
dòng nhieơt đieơn, hieơn tượng nhieơt đieơn được Seebeck phát hieơn vào naím 1821.
Suât đieơn đoơng nhieơt đieơn được xác định theo bieơu thức:
(5.17)
( )
T grad T dl dT
L L
E = - ịĐa ur = - ịĐa
Nêu hieơu nhieơt đoơ hai môi hàn khođng lớn ta có theơ viêt:
1 2
( )
T = α T T−
E (5.18)
α là heơ sô nhieơt đieơn vi phađn ( , có giá trị phú thuoơc vào bạn chât cụa kim lối. Bạng (5.1) cho giá trị cụa α tính ra microđvođn tređn đoơ (μV/K) ở moơt sô kim lối đôi với Platin ở 0oC.
)
d dT
α = E
Bạng 5.1 Kim lối α (μV/K) Kim lối α (μV/K)
Bixmut Saĩt Đoăng -65,0 +16,0 +7,40 Keăn (Ni) Antimođni Constantan -16,4 +47,0 -34,4
Dâu (– hoaịc +) trước trị sô α chư rõ chieău cụa dòng nhieơt đieơn, cú theơ là ở môi hàn nóng dòng đieơn cháy từ kim lối có giá trị α nhỏ (giá trị đái sô)
sang kim lối kia. Ví dú, ở caĩp Saĩt – Constantan dòng đieơn ở môi hàn nóng cháy theo chieău từ constantan (α=-34,4μV/K) sang Saĩt (α=19,0μV/K).
c) Nguyeđn nhađn cụa hieơn tượng Seebeck.
Hieơn tượng Seebeck xuât hieơn do hai nguyeđn nhađn sau đađy:
- Toăn tái hieơn tượng khuêch tán ưu tieđn các electrođn từ đaău nóng sang đaău lánh, làm cho đaău nóng tích đieơn dương, đaău lánh tích đieơn ađm.
- Sự phú thuoơc cụa hieơu đieơn thê tiêp xúc vào nhieơt đoơ làm cho toơng hieơu đieơn thê tiêp xúc trong khác khođng:
1 2 2 1 1 2 2 1 2 1 2 1 ( ) ln ln ln T Ui Ui kT n kT n k T T n e n e n e n − (5.19) = + = + = E
d) Ứng dúng cụa hieơn tượng Seebeck.
- Hieơn tượng Seebeck được ứng dúng đeơ đo nhieơt đoơ. Từ cođng thức (5.18) ta thây nêu giữ nhieơt đoơ moơt đaău cô định (T2 =T0), khi đo suât nhieơt đieơn đoơng ta có theơ biêt được nhieơt đoơ cụa đaău kia (T1 = T). Dúng cú đeơ đo nhieơt đoơ gĩi là caịp nhieơt đieơn.
Caịp nhieơt đieơn được sử dúng đeơ đo nhieơt đoơ rât cao cũng như rât thâp, có theơ đo từ xa những nơi mà khođng theơ cho phép đo trực tiêp baỉng các nhieơt kê thođng thường.
Trong bạng 5-2 cho giá trị suât nhieơt đieơn đoơng táo bởi các kim lối khác nhau với Platin khi nhieơt đoơ to = 0oC và t = 100oC.
Bạng 5-2
Vaơt lieơu E, (mV ở 100Suât nhieơt đieơn oC) Vaơt lieơu E, (mV ở 100Suât nhieơt đieơn oC)
Nicrom Mangan Đoăng Crođm +2,2 +0,76 +0,76 +2,4 Constantan Cođpen Niken Alumen -3,4 -3,6 -1,5 -1,7