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

علاقات كيلفن (تومسون)

1854
  • William Thomson (Lord Kelvin)
مختبر الديناميكا الحرارية مع جهاز بلتيير وجهاز سيبيك لتوضيح العلاقات بين كلفن.

(صورة تم إنشاؤها للتوضيح فقط)

علاقات كلفن هي معادلتان تربط بين المعاملات الكهروحرارية الثلاثة من الناحية الديناميكية الحرارية: تربط العلاقة الأولى بين بلتيير المعامل ([latex]\Pi[/latex]) إلى سيبك المعامل ([latex]S[/latex]) عبر درجة الحرارة المطلقة ([latex]T[/latex]): [latex]Pi = S \cdot T[/latex]. أما الثاني فيربط معامل طومسون ([latex]\mathcal{K}[/latex]) بمشتق درجة حرارة معامل سيبيك: [latex]\mathcal{K} = T \frac{dS}{dT}[/latex].

تُعدّ علاقات كلفن حجر الزاوية في النظرية الكهروحرارية، إذ تُثبت أن تأثيرات سيبيك وبيلتييه وتومسون ليست ظواهر مستقلة، بل هي جوانب مترابطة بعمق لعملية النقل الأساسية نفسها. استنتج اللورد كلفن هذه العلاقات بتطبيق قوانين الديناميكا الحرارية على دائرة كهروحرارية، مُعاملاً إياها كمحرك حراري عكسي. ورغم ثرائه، إلا أن استنتاجه سبق الإطار الأكثر صرامة للديناميكا الحرارية غير العكسية.

Later, Lars Onsager’s work on reciprocal relations for irreversible processes provided a more general and solid foundation for the Kelvin relations. The Onsager reciprocal relations, based on the principle of microscopic reversibility, confirm Kelvin’s results. The relations are immensely practical. For instance, it is often easier to measure the Seebeck coefficient (S) and its temperature dependence than it is to directly measure the Peltier ([latex]Pi[/latex]) or Thomson ([latex]mathcal{K}[/latex]) coefficients. Using the Kelvin relations, one can calculate [latex]Pi[/latex] and [latex]mathcal{K}[/latex] from measurements of S, which is critical for characterizing new materials and designing efficient devices.

UNESCO Nomenclature: 2203
- الديناميكا الحرارية

يكتب

النظام التجريدي

الاضطراب

التأسيسية

الاستخدام

الاستخدام الواسع النطاق

السلائف

  • نظرية سعدي كارنو في المحركات الحرارية
  • Rudolf Clausius’s formulation of the second law of thermodynamics
  • الاكتشافات الفردية لتأثيرات سيبيك وبيلتييه
  • 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 ابتكارات محتملة

بسبب عمليات جمع البيانات من خلال برامج الروبوت، والتي تتجاوز حاليًا 40 ألفًا يوميًا، فإن هذا المحتوى مخصص لأعضاء المجتمع فقط.
> تسجيل الدخول < أو > سجل < (مجاني 100٪) للوصول إلى هذا، وكذلك جميع المحتويات والأدوات الأخرى المقيدة.

ذات صلة بـ علاقات كلفن، وعلاقات طومسون، وعلاقات أونساجر المتبادلة، والديناميكا الحرارية، ومعامل سيبيك، ومعامل بلتيير، ومعامل طومسون، والديناميكا الحرارية اللارجوعية، وظواهر النقل، وفيزياء الحالة الصلبة.

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)

الاختراع والابتكار والمبادئ التقنية ذات الصلة

الصور بالحجم الكامل والتنزيلات متاحة فقط 100% مجاناً للأعضاء المسجلين.