42. Эффект Пельтье

Второе термоэлектрическое явление — эффект Пельтъе состоит в том, что при пропускании электрического тока через контакт двух разнородных проводников в нём происходит выделение или поглощение теплоты, добавочной по отношению к джоулевой теплоте.

Теплота Пельтье, выделяемая или поглощаемая на контакте за время t, в отличие от теплоты Джоуля-Ленца, пропорциональна силе тока в первой степени:

,

где П — коэффициент Пельтье, зависящий от природы соприкасающихся проводников и температуры контакта.

Рис. 42.1

Рассмотрим механизм эффекта Пельтье. Электроны, пройдя через контакт из разнородных металлов, в зависимости от направления тока будут либо ускоряться контактной разностью потенциалов, либо тормозиться. Если электрон попадает в область с меньшим значением потенциала, он ускоряется и его кинетическая энергия возрастает. Избыток этой энергии электрон в результате столкновений отдает ионам кристаллической решётки, вследствие чего контакт нагревается (контакт А, рис. 42.1). И наоборот, если электрон проникает в область с большим потенциалом, его кинетическая энергия уменьшается и контакт охлаждается, поскольку при столкновениях с атомами металла электроны отбирают у них энергию (контакт В, рис. 42.1).

Эффект Пельтье используется для охлаждения в холодильных установках и некоторых электронных приборах.

1 Тройной точкой называется значение температуры, при которой в равновесии сосуществуют газообразная, жидкая и твёрдая фазы.

1 Работа выхода численно равна минимальной кинетической энергии, которую нужно сообщить электрону, чтобы перевести его из металла в вакуум.