Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
» ケルビン(トムソン)親族

ケルビン(トムソン)親族

1854
  • William Thomson (Lord Kelvin)
ケルビンの関係を示すペルチェ装置とゼーベック装置を備えた熱力学実験室。.

(画像はイメージです)

ケルビン関係は、3 つの熱電係数を熱力学的に結びつける 2 つの方程式です。最初の関係は、 ペルティエ 係数 ([latex]Pi[/latex]) を ゼーベック 係数 ([latex]S[/latex]) は絶対温度 ([latex]T[/latex]) を介して [latex]Pi = S cdot T[/latex] と関連付けられます。2 番目の式は、トムソン係数 ([latex]mathcal{K}[/latex]) をゼーベック係数の温度微分に関連付けます。[latex]mathcal{K} = T frac{dS}{dT}[/latex]。

ケルビン関係は熱電理論の基礎であり、ゼーベック効果、ペルティエ効果、トムソン効果が独立した現象ではなく、同一の輸送過程の深く相互に関連した側面であることを示している。ケルビン卿は、熱電回路を可逆熱機関として扱い、熱力学の法則を適用することでこれらの関係を導き出した。彼の導出は洞察に富むものであったが、より厳密な不可逆熱力学の枠組みよりも前のものであった。

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
熱力学

タイプ

抽象システム

混乱

基礎

使用法

広く普及している

前駆物質

  • サディ・カルノーの熱機関理論
  • Rudolf Clausius’s formulation of the second law of thermodynamics
  • ゼーベック効果とペルティエ効果の個々の発見
  • 物理過程を記述するための微分積分学の発展

アプリケーション

  • 熱電効果に関する自己整合的な理論的枠組みを提供する
  • ある係数を測定することで、別の係数を実験的に決定することが可能になる。
  • 熱電デバイスの正確なモデリングとシミュレーションに不可欠
  • 可逆熱力学の熱電プロセスへの適用を検証する

特許:

NA

潜在的なイノベーションのアイデア

ボットによるトラフィック(現在1日あたり4万件以上)を排除するため、このコンテンツはコミュニティメンバー限定となっています。
> ログイン < または > 登録 < (100%無料)でこれにアクセスできます。他のすべての制限付きコンテンツとツールも同様です。

関連分野:ケルビン関係、トムソン関係、オンサーガーの相反関係、熱力学、ゼーベック係数、ペルティエ係数、トムソン係数、不可逆熱力学、輸送現象、固体物理学。

歴史的背景

ケルビン(トムソン)親族

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

(日付が不明または関連性がない場合、例えば「流体力学」などでは、その注目すべき出現時期の概算値が提示されます。)

関連する発明、革新、および技術原理

フルサイズの画像とダウンロードは、登録会員のみが100%無料で利用できます。