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THERMOELECTRICITY
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THERMOELECTRICITY . 1. Phenomena.Alessandro Fondamental Volte (i8oi.) prouvé que bien qu'une séparation See also:des deux electricities ait été produite par See also:le See also:contact de deux métaux différents (effet de la Volte), qui pourraient être détectés par un électromètre sensible, un See also:courant continu de la grandeur correspondante ne pourrait pas être produit dans un See also:circuit purement métallique sans interposition d'un liquide, parce que la force électromotrice à une jonction a été exactement équilibrée par une force égale et opposée à l'autre. T. J. Seebeck (1822), utilisant un galvanomètre alors récemment inventé, qui approprié davantage à la détection de See also:petites forces électromotrices, constaté qu'un courant a été produit si See also:les jonctions des deux métaux étaient aux différentes températures. Il a expliqué cet effet près à supposer que la force électromotrice de contact de la Volte changeait avec la température, de sorte que l'équilibre exact ait été détruit par le See also:chauffage inégal. L'intensité (45) du courant, C, pour n'importe quelle paire indiquée de métaux, s'est avérée pour changer directement comme différence de la température, TTT ', entre les jonctions chaudes et froides, et inversement comme résistance, R, du circuit. Nous concluons en appliquant la See also:loi de l'See also:ohm que la force électromotrice, E, du thermocouple peut être approximativement représentée pour de petites différences de la température par la See also:formule E=See also: La See also:convention opposée est parfois adoptée, mais ce qui précède est le plus commode dans la See also:pratique, car le circuit est généralement cassé ou près derrière la jonction froide pour l'insertion du galvanomètre. Seebeck a constaté que les métaux pourraient être arrangés d'une série thermoélectrique, dans l'See also:ordre de leur puissance une fois combinés avec n'importe quel un métal, tel que la puissance de n'importe quel thermocouple p, composée de métaux A et B, était égale à la différence algébrique (p'-p") de leurs See also:puissances une fois combinée avec le métal See also:standard C. The que l'ordre des métaux de See also:cette série est avéré différent de celui de la série correspondante de la Volte, et être considérablement affecté par des See also:variations de la pureté, de la dureté et d'autres conditions physiques. J. See also:Cumming a peu après découvert le phénomène de l'inversion thermoélectrique, ou le changement de l'ordre des métaux de la série thermoélectrique aux différentes températures. Cuivrez, par exemple, est négatif pour repasser aux températures ordinaires, mais est positif à elle à 300° C. ou en haut. L'cE.m.f. du See also:cuivre-See also:fer un thermocouple atteint un maximum quand la température de la jonction chaude est augmentée à 270° C., lequel à la température la puissance thermoélectrique disparaît et les métaux seraient neutres à un un autre. Au delà de ce See also:point l'cE.m.f. diminue, disparaissant et changeant le signe quand la température de la jonction chaude est presque autant au-dessus du point neutre que la température de la jonction froide est au-dessous d'elle. Les phénomènes semblables se produisent dans le See also:cas de beaucoup d'autres couples, et on le constate que la puissance thermoélectrique p n'est pas en général une See also:constante, et que la formule linéaire See also:simple (i) est applicable seulement pour de petites différences de la température. Plus exactement on peut affirmer que la force thermoelectromotive dans n'importe quel circuit donné contenant une série de différents métaux est une fonction des températures des jonctions seulement, et est indépendante de la See also:distribution de la température à tous les See also:points intermédiaires, à condition que chacun des métaux de la série soit de qualité uniforme. Ce rapport admet de l'expression mathématique simple f, p'dt de See also:nord-est = de f + f t, p"dt+&See also:amp;c.. là où p ', p, &c., sont les puissances thermoélectriques des métaux, et à, t ', t ", &c., les températures des jonctions. Il y a quelques cas spéciaux d'importance pratique suffisante à énoncer séparément. 3. Circuit Homogène. Tendez Hysteresis.In un circuit se composant d'un métal simple, aucun courant ne peut être produit par des variations de la température, à condition que le métal ne soit pas de ce fait tendu ou ne soit pas changé. Ceci a été en See also:particulier démontré par les expériences de H. See also: - See also:Tait et d'autres, mais la théorie jusqu'ici n'a pas été entièrement développé. Un exemple intéressant est fourni par une expérience due à F. T. Trouton (See also:copie, 1886 de S. de Proc. R.). Un morceau de See also:fil d'See also:acier de fer ou dans le circuit d'un galvanomètre est chauffé dans une See also:flamme à la rougeur lumineuse à un point quelconque. Aucun effet n'est noté à See also:condition que la flamme soit stationnaire, mais si la flamme soit déplacée lentement une direction on observe un courant, qui change sa direction avec la direction du See also:mouvement de la flamme. L'explication de ce phénomène est que le métal est transformé à une chaleur rouge en une autre modification, comme est avérée par les changements simultanés de ses propriétés magnétiques et électriques. Le changement d'un état à l'autre intervient à température élevée sur le chauffage que sur le refroidissement. Les jonctions de l'acier magnétique et non magnétique sont donc aux différentes températures si la flamme est déplacée, et un courant est produit juste comme si un morceau de métal différent avec des jonctions aux différentes températures avait été présenté dans le circuit. D'autres effets d'"hystérésis" se produisent en See also:alliages de fer, qui ont été étudiés par W. F. See also:Barrett (copie de S. de trans. R., See also:janvier 1900). 4. Loi de Temperatures.The successif E.m.f. d'un See also:couple indiqué entre toutes les températures t 'et t "est la See also:somme algébrique de l'cE.m.f. entre t 'et n'importe quelle autre température t et entre l'cE.m.f. t 'et t". Un résultat utile de cette loi est qu'il est suffisant de garder une jonction toujours à une certaine température standard commode, telle qu'o C., et de tabuler seulement les valeurs de l'cE.m.f. dans le circuit correspondant aux différentes températures de l'autre jonction. 5. La loi du circuit thermoélectrique intermédiaire de Metals.A peut à un point quelconque être coupée et un fil d'un autre métal présenté sans changer l'cE.m.f. dans le circuit, à condition que les deux jonctions avec le métal présenté soient maintenues à la même température. Cette loi est généralement appliquée en reliant un thermocouple à un galvanomètre aux enroulements du fil de cuivre, les jonctions des fils de cuivre avec les autres métaux étant side• placé par le côté dans un See also:navire de l'See also:eau ou autrement maintenue à la même température. Une autre manière d'énoncer cette loi, qui, though apparent tout à fait différent, est vraiment équivalente en effet, est la suivante. L'cE.m.f. de n'importe quels couples, le See also:ab, pour toutes les See also:limites données de la température est la somme algébrique de l'E.M.F.s entre les mêmes limites de la température des couples AVANT JÉSUS CHRIST et le CA formé avec n'importe quel autre métal C. It est pour cette See also:raison inutile pour tabuler l'E.M.F.s de toutes les combinaisons possibles des métaux, depuis l'cE.m.f. de n'importe quels couples peut être immédiatement déduit par l'addition des valeurs données par ses composants avec un métal standard simple. Les différents observateurs ont choisi différents métaux comme niveau de la référence. Tait et fil choisi de J. A. See also:Fleming à cause de la petite See also:dimension de l'effet de Thomson en lui, comme observé par Le Roux. Noll adopte le See also:mercure parce qu'il est facilement épuré, et son état See also:physique dans l'état liquide est déterminé; il y a, cependant, une discontinuité impliquée dans le dépassement du liquide à l'à semi-conducteurs à une température de -ô° C., et lui ne peut pas être employée du tout avec quelques métaux, tels que le fil, à cause de la rapidité avec laquelle elle les dissout. Le fil et le mercure ont l'inconvénient qu'ils ne peuvent pas être utilisés pour les températures beaucoup au-dessus de 300° C. Of tous les métaux, cuivre est le plus généralement le commode, car il est toujours utilisé dans les raccordements électriques et est facilement obtenu en état See also:recuit de pureté uniforme. Pour le travail à hautes températures lui est nécessaire pour utiliser le See also:platine, qui serait une See also:norme idéale pour tous les buts à cause de son See also:constance et infusibility, les propriétés thermoélectriques de différents spécimens n'ont pas différé considérablement. 6. Formulae.On thermoélectrique la See also:base des principes indiqués ci-dessus, la méthode la plus évidente de tabuler les observations devrait donner les valeurs et de l'cE.m.f. entre l'o° C. et t pour chaque métal contre la norme. Ceci n'implique aucune prétention quant à la loi de la variation d'cE.m.f. de la température, mais est quelque peu cumbrous. Dans la majorité de cas on le constate que les observations peuvent être représentées dans les limites de l'See also:erreur expérimentale par une formule empirique See also:assez simple, au moins pour les gammes modérées des températures. Les formules suivantes sont certaines de ceux utilisés à cette See also:fin par différents observateurs: (See also:Avenarius, 1863.) (See also:type général.) (See also:Becquerel, 1863 -) (Tait, 187o) (Barus, 1889.) (See also:Holborn et Wien, 1892.) (Paschen, 1893.) (See also:Steele, 1894.) (See also:Holman, 1896.) (See also:Stanfield, 1898.) (Holborn et See also:jour 1899.) Voir la sec 15.) (2) et = bt +ct2. . Et = - à I-bt2+ct3. notez la See also:notation T Ep_i')=c(t-t ') (2t°-(t+t ')) es +E d'E=a+b/T+c, '= 10.+bt+10al-FbIto t = aE+bE2 +E3 E(t-t ') = b (TTT ') 4'3 E(t-t ') = l'a(t-t ') +b (laissez ')2 E(t-t°) = MTA -- mT°a, et = notation T/273 d'Et=bt+c de nit l'", (les c=Ts.) Et = - a+bt+ct2. Notation, 273 de la notation T-273 d'Et=at+cl2+s°(T). (où s=s°+2cT, et c est See also:petit. fils. Noll a utilisé des thermomètres de mercure, mais pendant qu'il travaillait sur une petite See also:gamme avec des bains de See also:vapeur, il est probable qu'il n'ait éprouvé aucun See also:ennui des corrections d'See also:immersion. Il n'enregistre aucune déviation systématique de la formule. Le See also:vase Dewar et le Fleming, fonctionnant aux températures très basses, ont été obligés pour utiliser le thermomètre de platine, et ont exprimé leurs résultats en termes de See also:balance de platine. Leurs observations étaient probablement exemptes des erreurs d'immersion, mais elles enregistrent quelques déviations de la formule qu'elles considèrent comme au delà des limites possibles de l'erreur de leur travail. L'auteur a ramené leurs résultats à la balance Holman (Phil. mag., 41, p. 465, See also:juin 1896). du thermomètre de See also:gaz, assumant le bouillir-point de l'oxygène pour être 7. Results.-In expérimental le See also:tableau See also:comparatif suivant 1 -182.5° C. des résultats de différents observateurs les vaiues sont fil visé. La découverte d'I 9• See also:Peltier Effect.-The par J. C. A. Peltier (1834) avant la période de Tait See also:recherche de telles données étaient de peu d'intérêt ou la valeur, à cause du soin insuffisant en fixant la pureté des matériaux a examiné; mais les équipements accrus à cet égard, combiné avec de grandes améliorations des See also:mesures électriques, ont posé la question sur une pose différente. La comparaison des résultats indépendants See also:montre dans beaucoup de cas une See also:concordance remarquable, et les données sont devenir de la grande valeur pour l'essai de diverses théories des relations entre la chaleur et l'électricité. Métal. Tait (o° 3 à 00°). Steele (o° au xoo°). O° de Noll à 200°). Vase Dewar et Fleming ((+ 100° à -200°). P. 2C. P. 2C. P. 2C. P. 2C. See also:Aluminium -0,56 -0,41 De +•0039 -0,42 * 0021 See also:Antimoine +•00174 -0,394 +•00398. +42,83 +,1450 *.... +3,210 * 02817 See also:Cadmium Du See also:Bismuth -76.87o -,08480. +4,75 Cuivre Du See also:Carbone +'02365 +12,795 De +•0429 +4,79 +'0389 +4'71 +'0339 +4,792 +•03251 +1,81 * +•0095 +3,37 +•0122 +3,22 +•0080 +3,156 +•oo683 See also:Or -,0734 Du See also:Cobalt -19,252. +3,30 +,0102 +3,19 +,0131 +3•I0 +,0063!Iron +1,161 +•00315. . +14,74 -•0487.... acier +11,835 -,0306 +14,522 -•01330 (piano) acier +9,75 -,0328....... +9,600 -,01092 (manganèse 12 %) -5,73 -'00445 magnésium +1,75 * -,0095 • •.. -0,113 mercure +•0019 -0,126 +•00353. ....... -4,03 -•oo86 See also:Nickel -24,23 * -,0512... -20,58 -,0302 -18,87 -,05639 • •. De • De • De • De • Du See also:Palladium -8.o4 -,0359. -9,100 -,04714 Platine -1,15 * -.olio.. -4,09 See also:Argent De -•0211 -4'347 -'03708. +2,86 See also:thallium +•0150 +3,07 +•0115 +2,68 +•0076 +3,317 +•00714. ... +1,76 -,0077. Étain - o•16 +•0055 -0,091 +•0004 -0,067 Zinc +,0019 +0,057 +,00021. +3,51 * 0240 +1,77 * +•0195 +3,318 +'0172 +3,233 +,01040 pour les gammes modérées de la température la formule binomiale de M. P. Avenarius sont généralement suffisants, et ont été utilisés par beaucoup d'observateurs. Il est figuré par Avenarius (See also:annonce de Pogg., 119, p. 406) comme See also:demi-See also:cercle, mais c'est vraiment une parabole avec son See also:axe parallèle à l'axe de E, et son See also:sommet au point 1 = - b/2c, qui donne la température neutre. Nous avons également les relations dE/dt = b+2ct et dÈ/dt2=2c. La première relation donne la puissance thermoélectrique p à n'importe quelle température, et est probablement la méthode la plus commode d'énoncer des résultats dans tous les cas dans lesquels cette formule est applicable. Une discussion de certaines des formules exponentielles est donnée par S. W. que la chaleur est absorbée à la jonction de deux métaux en passant un courant par elle dans la même direction que le courant a produit en le chauffant, a été reconnu par See also:Joule en tant qu'avoir les moyens un See also:indice à la source d'énergie du courant par l'application des principes de la See also:thermodynamique. À la différence de la génération de friction de la chaleur due à la résistance du See also:conducteur, que 1841) explications de Joule (des chiffres de Table.-The identifiés par un astérisque (*) représentent les anomalies qui sont probablement provoquées par des impuretés dans les spécimens. À l'See also:heure du travail de Tait en 1873 il était difficile, si non impossible, dans beaucoup de cas pour fixer les matériaux purs. Le travail des autres See also:dates de trois observateurs de 1894-95. La valeur de la puissance thermoélectrique dE/dt au ö° entre C. est prise comme valeur See also:moyenne l'o° et le Too° C., sur lequel la gamme il peut le plus exactement déterminer. Les valeurs de dÈ/dt2 conviennent comme peut être prévu du, considérant la différence des gammes la température et la grande variété dans les méthodes d'observation adoptées; elles sont ca.culated assumant la formule parabolique, qui est certainement dans beaucoup de cas insatisfaisante. Les valeurs de Noll s'appliquent à la température de +Too° C., vase Dewar et Fleming à celle - de Too° C., approximativement. En employant la table ci-dessus pour trouver la valeur de E ou de dE/dt à n'importe quelle température ou entre toutes les limites, dénotant par p la valeur de dE/dt au ö° C., et par 2C la valeur constante du deuxième coefficient, nous avons les équations suivantes: - dE/dt=p+2c(t-ö), à toute température t, See also:cent. . (3) E(at')=(t-t')(p+c(t+t'-See also:loo)) (4) pour l'cE.m.f. entre toute température t et t '. 8. Des méthodes d'observations d'Observation.-In Tait l'cE.m.f. ont été mesurées par le débattement au See also:moyen de d'un galvanomètre à miroir, et la température thermomètre de mercure ou thermocouple See also:auxiliaire. Il déclare que les déviations de la formule étaient "tout à fait dans le See also:membre; de l'erreur présentée par le changement de la résistance du circuit avec l'élévation de la température, des déviations des thermomètres de mercure de la balance absolue, et de la non-correction des indications du thermomètre pour la See also:longue See also:colonne du mercure non immergée dans l'See also:huile chaude autour des jonctions." La dernière correction peut s'élever environ à To° C. à 350°. De plus défunts observateurs ont généralement utilisé une méthode d'équilibre (une certaine modification le potentiomètre ou équilibre de Poggendorf) de pour mesurer l'cE.m.f. La chaîne des observations de Steele était trop petite pour montrer n'importe quelle certaine déviation de la formule, mais il See also:note les changements capricieux attribués au changement de l'état du du theprov pour être proportionnel à la See also:place du courant, l'effet de Peltier est réversible avec le courant, et en étant directement proportionnel à la première puissance du courant, changements signez quand le courant est renversé. L'effet le plus facilement est montré en reliant une See also:cellule voltaic à une thermopile pour un See also:intervalle court, puis rapidement (au moyen d'une See also: Le coefficient de Peltier en tant que pouvoir être exprimé également en volts ou des microvolts, et peut d'être considéré la See also:mesure d'un E.m.f. situé à la jonction, et la chaleur de transformation dans l'énergie électrique ou See also:vice versa. Si R est la résistance entière du circuit, et E l'cE.m.f. des couples, et si l'écoulement du courant ne produit aucun autre effet thermique dans le circuit sans compter que les effets de Joule et de Peltier, nous devrions trouver en s'appliquant le principe de la conservation de l'énergie, c.-à-d. en égalisant l'équilibre de la chaleur absorbée par les effets de Peltier à la chaleur produite dans le circuit par l'effet de Joule, (P-p')c=c2r=ec, whenceE=PP '. . (5) si nous pourrions également considérer les couples comme un See also:moteur thermo-See also:dynamique réversible pour la chaleur convertissante dans le travail, et pourrions négliger les effets irréversibles, tels que la See also:conduction, qui sont indépendants du courant, nous devrions compter trouver le rapport de la chaleur absorbée à la jonction chaude à la chaleur évoluée à la jonction froide, à savoir, P/p ', pour être le même que le rapport T/t 'de la température absolue des jonctions. Ceci mènerait à la conclusion donnée par R. J. E. See also:Clausius (1853) que l'effet de Peltier a changés directement comme température absolue, et qui l'cE.m.f. des couples devrait être directement proportionnel à la différence de la température entre les jonctions. à. Thomson Effect.Thomson (See also:seigneur See also:Kelvin) avait déjà précisé (Prot. R.s. Edin., 1851) qui cette conclusion était contradictoire avec les faits connus de l'inversion thermoélectrique. 
(i) L'cE.m.f. n'était pas une fonction linéaire de la différence de la température. (2) si l'effet de Peltier était proportionnel la puissance thermoélectrique et signe changé avec lui, à car toutes les expériences ont semblé indiquer, il n'y aurait aucune absorption de la chaleur dans le circuit dû au 1 effet de Peltier, et donc aucune source thermique expliquerait l'énergie du courant, dans le cas dans au lequel la jonction chaude était ou au-dessus de la température neutre. Il D a donc prévu que l'autre pièce du circuit dû à l'écoulement du courant par les conducteurs de façon inégale de chauffage. Il a réussi quelques années après à vérifier cette prévision remarquable par la démonstration expérimentale qu'un courant de l'électricité positive découlant de chaud dans le See also:froid en fer a produit une absorption de la chaleur, comme s'il a possédé la chaleur spécifique négative dans le fer en métal. Il a également réussi à prouver qu'un courant de chaud à la chaleur évoluée froide dans le cuivre, mais l'effet était plus petit et plus difficile à observer qu'en fer. L'effet de Thomson peut être aisément démontré comme expérience de conférence par la méthode suivante (fig. I). Un morceau de fil (numéro 28) environ 4 centimètres de See also:long est soudé à l'une ou l'autre extrémité A, B aux fils épais (numéro 12), et est orteil de chauffage à 1ö° C. par un courant régulier d'une cellule de stockage ajustée par un rhéostat approprié. Le fil expérimental ab est relié parallèlement à environ 2 mètres d'un fil plus épais (numéro 22), qui n'est pas sensiblement chauffé. Un galvanomètre à bas-résistance est relié par des mils du fil (2 à 3) très fins au centre C du fil expérimental ab, et également au point moyen D du fil parallèle afin de former un See also:pont de Wheatstone. L'équilibre est ajusté en manoeuvrant l'cAnnonce ou le BD avec une boîte, S, contenant 20 sur trop des ohms. Tous les fils dans le quadrilatère doivent être- du même métal que le ab, éviter les effets thermoélectriques accidentels qui obscurciraient le résultat. Si les écoulements courants d'A à B là seront la chaleur absorbée dans le C.a. et évoluée en CB par l'effet de Thomson, si la chaleur spécifique de l'électricité dans le ab est positive comme dans le cuivre. Quand le courant est renversé, la température du C.a. sera augmentée et See also:cela des CB sera abaissé par l'inversion de l'effet. Ceci troublera l'équilibre de résistance par une quantité qui peut être mesurée par le débattement du galvanomètre, ou par le changement de la shunt-boîte, S, exigé pour reconstituer l'équilibre. Devant à tb la See also:taille de mail de l'experimentalwire, la méthode est très rapide et sensible, et l'See also:appareil peut être installé en quelques minutes où une fois que les quadrilatères expérimentaux ont été faits. Cela fonctionne très bien avec le platine, le fer et le cuivre. Il a été appliqué avec des modifications raffinées par l'auteur en 1886 pour déterminer la valeur de l'effet de Thomson en platine dans la mesure absolue, et a été récemment appliqué avec d'autres améliorations par R. O. See also: Equating la quantité de la chaleur absorbée à la quantité d'énergie électrique a produit, nous avons par la première loi de la thermodynamique la relation dE/dT dP/dT+(s's"). (6) si nous appliquons la deuxième loi, concernant les couples en tant qu'un moteur réversible, et considérer seulement les effets de réversible, nous obtenons (s's")/T = d(P/T)/dT. (7) éliminant (des s") nous trouvons pour l'effet P=TdE/dT=Tp de Peltier. (8) d'où nous obtenons pour la différence du détail chauffe (des s") = TdÈ/dT2 = Tdp/dT. (9) de See also:ces relations nous observons de de que l'effet P de Peltier, et la différence les effets de Thomson (s"), parce que deux métaux quelconques sont facilement déduits des valeurs See also:sous forme de tableaux dE/dt et dÈ/dt2 respectivement. Les signes dans les équations ci-dessus sont choisis sur la prétention que l'électricité positive découle de froid dans chaud dans le métal s '. Les signes des effets de Peltier et de Thomson seront identiques aux signes des coefficients donnés dans le tableau I., si nous supposons les s en métal pour être fil, et supposent que la valeur des s peut être prise en tant que zéro à toutes les températures. 12, Vérification expérimentale 'de l'ordre du Theory.In de Thomson pour justifier la prétention impliquée dans l'application de la deuxième loi de la thermodynamique à la théorie du thermocouple de la façon au-dessus d'indiqué, il serait nécessaire et suffisant, entre car Thomson a précisé (Phil. mag., décembre 1852), pour faire des expériences pour vérifier quantitativement la relation P/T=dE/dT l'effet de Peltier et la puissance thermoélectrique. La relation d'A:qualitative a été connue à ce moment-là d'exister, mais aucune mesure absolue d'exactitude suffisante n'avait été faite. Les 'mesures les plus précises de l'absorption de la chaleur due à Peltier effectuent actuellement disponible sont probablement ceux de H. M. See also:Jahn (annonce de Wied., 34, p. 755, 1888). Il a enfermé de diverses jonctions métalliques dans un calorimètre de See also:glace de See also:Bunsen, et a observé l'évolution de la chaleur par heure avec un courant d'environ 1,6 ampères dans l'une ou l'autre direction. L'effet de Peltier était seulement une petite fraction de tout le effet, mais a pu être séparé de l'effet de Joule dû à l'inversion du courant. Les valeurs de dE/dT pour les mêmes spécimens du métal à l'o° C. ont été déterminées par des expériences entre +ò° C. et des résultats de C. The de -ò° de ses observations sont contenus dans la table suivante, la chaleur absorbée étant positif compté comme au Tableau I. See also:Talc thermo de la chaleur de dE/dT P=Td E/dT. Couples observés par chaleur. Microvolts de calories de microvolts - calories par degré à l'o° C. par heure par heure. Cu-AG +2,12 +579 +0,495 +0,413 +ii.28 Cu-Fe +3079 +2,640 +3,163 Cu-Pintes -1,40 -382 -0,327 -0,320 le Cu-Zn +1,51 +412 +0,353 +0,585 +2,64 +721 +0,617 +o•616 Cu-Ni Cu-CD -20,03 -5468 -4.68o -4,362 l'See also:accord entre les valeurs observées et calculées dans les deux dernières colonnes est aussi bon que peut être prévu considérant la grande difficulté de mesurer de telles petites quantités de la chaleur. Les effets réversibles analogues de la chaleur qui se produisent à la jonction d'un métal et un électrolyte ont été également étudiés par Jahn, mais lui n'ont pas réussi à l'obtention accomplissent ainsi un accord avec la théorie dans ce cas-ci. 13, Des considérations générales du Hypothesis.From de Tait au sujet de la dissipation minimum de l'énergie (S. de Proc. R. Edin., 1867-68), Tait ont été menées à la conclusion que "les conductivités thermiques et électriques des métaux ont changée inversement comme température absolue, et qui la chaleur spécifique de l'électricité était directement proportionnelle à la même chose." Les expériences suivantes l'ont mené à douter de cette conclusion en ce qui concerne la conductivité, mais ses expériences thermoélectriques (S. de Proc. R. Edin., décembre 187o) ont semblé être en bon accord avec lui. Si nous adoptons cette hypothèse, et substituons s = 2cT, où c est une constante, dans l'équation fondamentale (9), nous obtenons immédiatement dÈ/dT2 = -2 (c'c"), qui est immédiatement intégrable, et donnons dE/dt=p=2(t, t) (c'c") (,o) Ese, '=(tt ') (c'c") 12to(t-i-t')1. '. . (ii) à où est la température du point neutre auquel dE/dt=o. C'est l'équation à une parabole, et est équivalente à la formule empirique d'Avenarius, avec cette différence, que dans la formule de Tait les constantes ont tout une interprétation simple et directe par rapport à la théorie. La théorie et la formule de Tait ont été plus See also:tard assimilées par Avenarius (annonce de Pogg., 149, p. 372, 1873), et sont maintenant généralement attribuées à Avenarius dans les périodiques étrangers. Selon cette hypothèse, les courbes représentant les variations de la puissance thermoélectrique, dE/dt, avec la température •1 0 -1 0 lb 0 du S0 -1 10 20 0Observat'oasofHotborn6Wien. formule de +ObserrallonaglPta.Pj rl%ry) Tait. sont les See also:lignes droites, dont la pente pour n'importe quels couples est égale à la différence des constantes 2(c'c"). Le See also:diagramme construit par Tait selon ce principe est entièrement expliqué et illustré dans beaucoup de manuels, et a été généralement adopté comme incarnant sous une forme simple les phénomènes fondamentaux du thermoelectricity. 14, La vérification expérimentale de Verification.Tait's de cette hypothèse a consisté en prouvant que les courbes expérimentales d'cE.m.f. étaient des paraboles dans la plupart des cas dans les limites de l'erreur de ses observations. Il enregistre, cependant, certaines divergences notables, en particulier dans le cas du fer et de nickel, et de beaucoup d'autres ont depuis lors émergé d'autres observations. Il devrait également remarquer que même si les courbes n'étaient pas des paraboles, il serait toujours possible de dessiner des paraboles pour être d'accord étroitement avec les observations sur une gamme restreinte de la température. Quand la question est examinée plus soigneusement, en prenant des mesures plus précises de la température, ou en sortant les observations sur un éventail, on le constate qu'il y a des déviations systématiques de la parabole dans la majorité de cas, qui ne peuvent pas être expliqués par des erreurs d'expérience. Une vérification plus précise de ces relations, aux extrémités élevées et basses de la température, est devenue possible des vitesses en retard dû au développement de la théorie et de l'application du thermomètre de résistance de platine. (Voir le See also:THERMOMETRY.) Les courbes dans fig. 2 illustrent les différences de la formule parabolique, mesurée en degrés de la température, comme observé par H. M. Tory (B.a. Report, 1897). Les déviations pour les couples de cuivre-fer, et pour les couples de cuivre de See also:fonte au-dessus de l'o° de gamme à 200° C., semblent être de l'ordre d'I° C., et ont été soigneusement vérifiées par la série répétée et indépendante d'observations. Les déviations le platine et platine-platinum-See also:rhodium à par cent.couple au-dessus de l'o° de gamme au moo° C. de de montrer sur une plus petite échelle, et du du voir d'être à caractère semblable, mais un peu plus See also:grand dans la proportion. Elle devrait être observée que ces déviations sont continues, et différer dans le caractère des changements brusques observés par Tait des cas spéciaux. Un certain nombre de déviations semblables aux températures au-dessous de l'o° C. ont été trouvées par l'auteur en ramenant les courbes représentant les observations le vase Dewar et le Fleming (Phil. de mag., de See also:juillet 1895) à la balance normale de la température de la balance de platine dans laquelle elles sont enregistrées. Dans beaucoup de cas les déviations ne semblent pas ne favoriser aucune hypothèse simple quant au See also:mode de la variation de s avec la température, mais en règle générale l'indication est que s est presque constant, ou même diminue avec l'élévation de la température. Il peut être intéressant donc de considérer l'effet de un ou deux autres hypothèses simples en ce qui concerne le mode de la variation de s avec T. 15, L'autre Assumptions.See also:If nous prenons l'See also:analogie d'un gaz parfait et la supposons s = constante, nous avons dE2/dT2 = - s/T, dE/dT = notation de s, la notation de To/T (12) E(tt')=See also:st, To/TsT"log, To/T. . (13) où T et T 'sont les températures des jonctions, et T. est la température neutre. Ces formules ne sont pas aussi simples et commodes comme Tait, cependant apparemment fondé sur une prétention plus simple, mais elles représentent fréquemment les observations plus étroitement. Si. nous supposons que s n'est pas tout à fait constant, mais augmentons ou diminuons légèrement avec la variation température selon une formule linéaire s=s0+2cT (en ce qui représente ainsi la See also:partie constante de s, et c peut avoir l'un ou l'autre signe), nous obtenons une formule plus générale qui est évidemment la somme des deux solutions précédentes et peut être faite pour couvrir une plus grande variété de cas. Une autre prétention simple et possible est cela faite par A. Stansfield (Phil. mag., juillet 1898), que la valeur de s change inversement comme température absolue. Mettant s=c/T, nous obtenons la notation d'E(T-T')=c, T/T'c(TT')/To. (14) qui est équivalent à la forme donnée par Stansfield, mais avec la température neutre explicitement à inclus. Selon cette formule, l'effet de Peltier est une fonction linéaire de la température. Il peut sembler à première vue étonnant à qu'il devrait être possible de s'appliquer tant de différentes prétentions la See also:solution d'une et le même problème. Dans beaucoup de cas une formule du dernier type serait tout à fait inapplicable, comme Stansfield remarque, mais la différence entre les trois est souvent beaucoup moins que pourrait être supposé. Par exemple, dans le cas de à des pour cent. Des couples de Rhésus Pt.Pt., si nous calculons trois formules des types ci-dessus pour satisfaire la même paire d'observations 0°445° et o°l000° C., nous constaterons qu'aux mensonges s=constant de formule intermédiaires entre celui de Tait et celui de Stansfield, mais à la différence entre les formules est du même ordre que cela entre différents observateurs. Dans ce cas particulier la formule parabolique de ` semble être assurément insatisfaisante. Les observations de l'auteur sont conformes plus presque à la prétention s=constant, ceux-ci de Stansfield avec s=c/T. que beaucoup d'autres formules ont été suggérées. L. F. C. Holborn et A. Day (Berl. Akad., 1899) sont allés de nouveau à la méthode de Tait à températures élevées, utilisant des arcs des paraboles pour les gammes limitées. Mais puisque la formule parabolique est certainement incorrecte à de basses températures, il peut à peine faire See also:confiance pour l'extrapolation au-dessus du loon° C. 16, La mesure absolue de la méthode de Thomson Effect.Another de vérifier l'hypothèse de Tait, d'une plus grande difficulté mais d'intérêt considérable, doit mesurer la valeur absolue de la chaleur absorbée par l'effet de Thomson, et observer si elle change avec la température. Le Roux (See also:Ann. Chim. Phys., x. p. 201, 1867) a fait un certain nombre de mesures relatives de l'effet dans différents métaux, qui étaient conformes qualitativement aux observations de la puissance thermoélectrique, et a prouvé que l'effet était proportionnel au courant pour un gradient donné de la température. Batelli s'est appliqué la même méthode (Accad. Sci. See also:Turin, 1886) à la mesure absolue. Il a observé avec un thermocouple la différence de la température (environ •01° C.) produit par l'effet de Thomson en vingt minutes entre deux calorimètres de mercure, See also:Bl et B2, entourant les parties centrales d'une paire de tiges disposées comme en méthode de Le Roux's (voir la fig. 3). La valeur de l'effet de Thomson t a été calculée en multipliant cette différence de la température par la capacité thermique de l'un ou l'autre calorimètre, et en se divisant par le courant, par le nombre de secondes en vingt minutes, et par deux fois la différence de la température (environ 200) entre les extrémités a et b de l'un ou l'autre calorimètre. La méthode semble être ouverte d'objection qui, la différence de la température atteinte dedans tellement See also:longtemps un intervalle serait plus ou moins indépendante de la See also: Selon les expériences du roi, la valeur l'effet/eon 3,-9,89 des 4000 2000 Gadm^u I., 0 95. Le platine CD -6,90 M 0 de Fe I184 +471se E 0'PT409s E 'too` de 40° 60° 80 'de 0000 8000 O '20 semble diminuer avec l'élévation de la température jusqu'à un léger degré dans le cuivre, mais la diminution est si petite qu'il ne la considère pas comme établie avec certitude. La valeur a trouvé à une température de 150° C. était +2,5 microjoules par ampère-deuxième par degré, ou de +2,5 microvolts par degré dans le cas du cuivre, qui est See also:conforme très assez à la valeur déduite des essais thermoélectriques. La valeur trouvée par Batelli pour le fer était des microvolts de -5•o par degré à lo8° C., qui semble trop petit dans la comparaison. Ces mesures, cependant sujet à une certaine incertitude à cause des grandes difficultés expérimentales, sont une confirmation très valable de l'exactitude de la théorie de Thomson, parce qu'elles prouvent que l'importance de l'effet est de l'ordre exigé, mais on ne peut pas dire qu'elles sont fortement à l'appui de l'hypothèse de Tait. Une comparaison des résultats de différents observateurs suggérerait également que la loi de la variation puisse être différente dans différents métaux, de bien que les différences en valeurs de dÈldP puissent être dues en partie des différences la pureté ou les erreurs de l'observation. Elle apparaîtrait, par exemple, selon les observations le vase Dewar et le Fleming, qui la valeur de s pour le fer est positive d'au-dessous de -150° C., lequel au point elle disparaît. Aux températures ordinaires la valeur est négatif, augmentant rapidement dans la direction négative car la température s'élève. Ceci pourrait être convenablement représenté, comme déjà suggéré, par un s=socT linéaire de formule. 18, Les diagrammes potentiels sur le contact Theory.It est instructif 'pour considérer la distribution du potentiel dans un circuit thermoélectrique, et sa relation à l'cE.m.f. résultant et au siège de l'cE.m.f. Dans fig. 4, qui est donnée comme See also:illustration, les jonctions froides sont censées être à l'o° C. et les jonctions chaudes aux valeurs de C. Noll's de loo° (le Tableau I.) sont pris pour l'cE.m.f., et on le suppose que le coefficient de l'effet de Thomson est zéro en fil, c.-à-d. qu'il n'y a aucun E.m.f. et que le potentiel est longueur See also:uniforme de throughoutthe du fil de fil. Prenant les couples de mener-fer comme exemple, la valeur de dE/dt au too° C. de jonction chaude est de 10,305 microvolts par degré, et la valeur du coefficient de Peltier P = TdE/dT est de +3844 microvolts. En d'autres termes, nous pouvons supposer qu'il y a des E.m.f. de cette grandeur située à la jonction qui fait découler l'électricité positive du mener au fer. Si le circuit est ouvert, comme représenté dans le diagramme, l'écoulement cessera dès qu'il soulèvera le potentiel du fer 3844 microvolts au-dessus de celui du fil. Dans la substance du fer elle-même il y a des E.m.f. dus à l'effet de Thomson environ des microvolts par degré tendant à conduire l'électricité positive par chaud au froid, et soulevant l'extrémité froide du fer 989 microvolts dans le potentiel au-dessus de l'extrémité chaude sur le circuit ouvert. À la jonction froide le fer est censé être relié à un morceau de fil à 0° C., et il y a une baisse soudaine de potentiel due à l'effet de Peltier de 3648 microvolts. Si le circuit est coupé en ce moment, là reste une différence des microvolts E=1184 potentiels, l'cE.m.f résultant. du circuit, tendant à conduire l'électricité positive par le fer au fil à travers la jonction froide. Si le circuit est fermé, il y See also:aura des C=e/r courants, où R=r'+r ", la somme des résistances du fil et fer. L'écoulement du courant produira à une une chute du potentiel ER'/r dans le fil à partir de froid chaud, et ER"/r dans le fer de chaud au froid, mais la différence potentielle due à l'effet de Peltier à l'une ou l'autre jonction ne sera pas affectée. Pour la simplicité dans le diagramme le gradient de la température comme a été pris uniforme, et la chaleur spécifique s=constant, mais tout le P.d. serait le même quoi que le gradient. Des diagrammes semblables sont donnés dans fig. 4 pour pour le cadmium dans lequel la chaleur spécifique et l'effet de Peltier sont positifs, et également le platine et le nickel en lequel les deux coefficients sont négatifs. Les métaux sont censés être tout See also:joints ensemble à la jonction chaude, et le circuit a coupé dedans le fil près de la jonction froide. Le diagramme servira à n'importe quels couples choisis, tels que le fer-nickel, et n'est pas limité aux combinaisons avec le fil. La table suivante montre les éléments de l'cE.m.f. dans chaque cas: Thermocouple. Le xooXs~ Fb_, ~ de Pao P° Fer-mènent +3844 +3648 -988 = +1184 Cadmium-mènent. +2389 +823 +1095 = +471 Platine-mènent. -1919 -828 -682 = -409 Nickel-mènent -8239 -5206 -975 = -2058 que les composants pour n'importe quelle autre See also:combinaison de deux sont trouvés en prenant la différence algébrique des valeurs en ce qui concerne le fil. 1g. La relation vers la Volte Effect.It est maintenant généralement concédée qui les différences relativement grandes d'observable potentiel avec un électromètre entre les métaux sur le circuit ouvert, comme découvert par la Volte, sont dues aux affinités chimiques des métaux, et n'a aucune relation directe aux phénomènes thermoélectriques ou à l'effet de Peltier. L'ordre des métaux en ce qui concerne les deux effets est tout à fait différent. La différence potentielle, due à l'effet de la Volte en See also:air, a été montrée par Thomson (seigneur Kelvin) et ses élèves pour être du même ordre de grandeur, si pas absolument les mêmes, que cela produit dans un électrolyte dilué dans lequel deux plats métallique reliés (par exemple zinc et cuivre) sont immergés. (sur cette hypothèse, elle peut être expliquée en considérant l'air comme électrolyte de résistance spécifique infinie.) Elle est également profondément modifiée par l'état des surfaces exposées, un enduit d'See also:oxyde sur le cuivre augmentant considérablement l'effet, comme elle dans une cellule voltaic. L'effet de Peltier et les thermo-E.M.F., d'autre See also:part, ne dépendent pas de l'état des surfaces, mais seulement de l'état de la substance. Une See also:tentative a été faite d'expliquer l'effet de la Volte comme due à l'affinité des métaux l'un pour l'autre, mais cela ne expliquerait pas la variation de l'effet avec l'état de la See also:surface, excepté en tant qu'affectation de la surface réelle du contact. Il est également évident que l'affinité chimique entre les métaux ne puisse pas être l'explication de Peltier E.m.f. Ceci rendrait nécessaire l'See also:action chimique à la jonction quand un courant a traversé lui, comme dans une cellule électrolytique, tandis que l'action semble être purement thermique, et mène à une théorie cohérente sur cette hypothèse. L'action chimique entre les métaux dans l'à semi-conducteurs doit être infinitesimal, et pourrait seulement suffire pour produire de petits frais analogues à ceux de l'électricité de friction; elle ne pourrait pas maintenir une différence permanente de potentiel à une jonction métallique par laquelle un courant passait. Bien qu'il soit possible que les différences de plus grand potentiel que l'effet de Peltier pourraient exister entre deux métaux en contact sur le circuit ouvert, il est certain que le See also:seul E.m.f efficace. L'information et commentaires additionnelsIl n'y a aucun commentaire pourtant pour cet article.
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