Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
بيت » علاقات كيلفن (تومسون)

علاقات كيلفن (تومسون)

1854
  • William Thomson (Lord Kelvin)
Thermodynamic laboratory with Peltier and Seebeck apparatus illustrating Kelvin relations.

(صورة توضيحية فقط)

The Kelvin relations are two equations that thermodynamically link the three thermoelectric coefficients: the first relation connects the Peltier coefficient ([latex]\Pi[/latex]) to the Seebeck coefficient ([latex]S[/latex]) via absolute temperature ([latex]T[/latex]): [latex]Pi = S \cdot T[/latex]. The second relates the Thomson coefficient ([latex]\mathcal{K}[/latex]) to the temperature derivative of the Seebeck coefficient: [latex]\mathcal{K} = T \frac{dS}{dT}[/latex].

The Kelvin relations are a cornerstone of thermoelectric theory, demonstrating that the Seebeck, Peltier, and Thomson effects are not independent phenomena but are deeply interconnected aspects of the same underlying transport process. Lord Kelvin derived these relationships by applying the laws of thermodynamics to a thermoelectric circuit, treating it as a reversible heat engine. His derivation, while insightful, predated the more rigorous framework of irreversible thermodynamics.

Later, Lars Onsager’s work on reciprocal relations for irreversible processes provided a more general and solid foundation for the Kelvin relations. The Onsager العلاقات المتبادلة، المبنية على مبدأ الانعكاس المجهري، تؤكد نتائج كلفن.

UNESCO Nomenclature: 2203
– Thermodynamics

يكتب

نظام مجرد

خلل

أساسيات

الاستخدام

استخدام واسع النطاق

مقدمات

  • Sadi Carnot’s theory of heat engines
  • Rudolf Clausius’s formulation of the second law of thermodynamics
  • the individual discoveries of the Seebeck and Peltier effects
  • تطوير حساب التفاضل لوصف العمليات الفيزيائية

التطبيقات

  • يوفر إطارًا نظريًا متسقًا ذاتيًا للكهرباء الحرارية
  • يسمح بالتحديد التجريبي لمعامل واحد عن طريق قياس معامل آخر
  • ضروري للنمذجة الدقيقة ومحاكاة الأجهزة الحرارية الكهربائية
  • يثبت صحة تطبيق الديناميكا الحرارية العكسية على العمليات الحرارية الكهربائية

براءات الاختراع:

NA

أفكار ابتكارية محتملة

  • تطوير برنامج متقدم في علوم المواد الحسابية يتنبأ بدقة بجميع الخصائص الحرارية الكهربائية من المبادئ الأولى
  • التحقق من النظريات الجديدة في الديناميكا الحرارية غير المتوازنة
  • تصميم مواد متعددة الوظائف ذات خصائص حرارية وكهربائية ومغناطيسية مقترنة
  • إنشاء طرق موحدة لتوصيف المواد الحرارية الكهربائية
  • تمكين تصميم أجهزة حرارية كهربائية معقدة ومتعددة المراحل ذات أداء مثالي عبر نطاقات درجات حرارة واسعة
  • المساعدة في البحث عن المواد التي تظهر ظواهر نقل جديدة تتجاوز الكهرباء الحرارية البسيطة
  • توفير أساس نظري لتحليل التأثيرات الحرارية الكهربائية في المواد الغريبة مثل العوازل الطوبولوجية
  • تحسين دقة نماذج الإدارة الحرارية للأنظمة الإلكترونية المعقدة
  • أساسيات مجال السعرات الحرارية الدورانية
  • إعلام تطوير المواد الخارقة الحرارية الكهربائية
Related to: Kelvin relations, Thomson relations, Onsager reciprocal relations, thermodynamics, Seebeck coefficient, Peltier coefficient, Thomson coefficient, irreversible thermodynamics, transport phenomena, solid-state physics.

السياق التاريخي

علاقات كيلفن (تومسون)

1850
1850
1851
1854
1859
1861
1865
1850
1850
1851
1852
1859
1860
1861
1865

(إذا كان التاريخ غير معروف أو غير ذي صلة، على سبيل المثال "ميكانيكا الموائع"، يتم توفير تقدير تقريبي لظهوره الملحوظ)

أحدث الإضافات

أهم المنشورات والمقالات

أفضل الأدوات الأصلية

السنة العاشرة عيد

الصور والتنزيلات بالحجم الكامل متاحة فقط، ومجانية تمامًا، للأعضاء المسجلين.