Линейный увлечения

Эффект линейный увлечения (электрический) обусловлен увлечением электрического заряда потоком термиора, распространяющегося под действием разности температур DТ. Количественная сторона эффекта определяется законами переноса и увлечения, точнее величиной коэффициента увлечения b_YQ.

Увлеченному потоку электрического заряда соответствует разность потенциалов dj_л.у и коэффициент пропорциональности В_у – формулы (505) и (506). Эти величины нетрудно найти, если известен коэффициент b_YQ. Кроме того, их можно определить с помощью уравнения (509) по найденным из опыта остальным величинам. Имеем

В_у = s - ВI_Y² - В_с в/град.

Разумеется, опыт нецелесообразно ставить при малых токах (I_Y ® 0).

Соответствующие значения коэффициента В_у, вычисленные по этой формуле на основе данных рис. 20-23, включены в табл. 7.

Любопытно отметить, что эффект линейный увлечения (электрический) в термопаре не проявляется. Он обнаруживается только в отдельном проводнике с фиксированными на концах значениями электрического потенциала при наличии разности температур. Прямо измерить величину dj_л.у электрическими методами очень тркдно, поэтому приходится прибегать к тепловым определениям.

Выше неоднократно подчеркивалось, что причиной многих явлений – переноса и увлечения экстенсоров, диссипации и т.д. – служат силы притяжения и отталкивания, действующие между экстенсорами. Теперь при обсуждении эффекта увлечения появилась возможность непосредственно определить силу, с которой связаны между собой электриант и термиант в электроне. Остановимся на этом вопросе более подробно.

Любой интенсиал Р пропорционален силе Р_х, с которой сопряженный с интенсиалом экстенсор действует на себе подобные и другие экстенсоры, т.е. [16]

Р = СР_х н,

где С - коэффициент пропорциональности.

Перемещение данного экстенсора dЕ обусловлено неодинаковыми величинами силы (интенсиала) по обе сторона от элемента dЕ. Разность сил, под действием которых перемещается экстенсор dЕ, пропорциональна разности значений сопряженного с ним интенсиала. Этой разности в свою очередь пропорционально количество перенесенного экстенсора. Коэффициентами пропорциональности служат основные коэффициенты b₁₁ и b₂₂ в уравнениях переноса (99).

Перекрестные коэффициенты b₁₂ и b₂₁ (увлечения) определяют силу, с которой первый экстенсор связан в ансоре-носителе со вторым. Благодаря этому под действием первой разности интенсиалов вместе с первым экстенсором увлекается (переносится) определенное количество второго экстенсора и под действием второй разности интенсиалов – определенное количество первого экстенсора.

Равенство между собой коэффициентов увлечения b₁₂ и b₂₁ - формулы (58), (101), (172), (175) и (179) – есть следствие соотношения (172)

(¶Е₁/¶Р₂)_Р1 = (¶Е₂/¶Р₁)_Р2,

которое с учетом формул (183) и (193) можно переписать так:

¶Р₁¶Е₁ = ¶Р₂¶Е₂ = - dQ_д = - Р_хdх дж.

Отсюда видно, что закон увлечения характеризует равенство работ диссипации, совершаемых увлеченными экстенсорами на некотором пути dх [14, 16]. Но равенство работ и пройденных путей есть не что иное, как равенство действующих сил. Следовательно, закон увлечения (и взаимности) по существу выражает фундаментальную идею о том, что сила действия равна силе противодействия при увлечении одного экстенсора другим. В этом заключается глубокий физический смысл законов взаимности и увлечения.

В этом также проявляется органическая связь, существующая между силовыми взаимодействиями экстенсоров и эффектами взаимности, увлечения и диссипации. В частности, на основании изложенного легко выясняется физический смысл положительной и отрицательной диссипации.

Положительная диссипация, сопровождаемая выделением экранированного термиора, происходит всегда, когда данный экстенсор перемещается в сторону уменьшения сопряженного с ним интенсиала, т.е. в сторону ослабления действующих сил. При этом активность рассматриваемой элаты падает в полном соответствии с количеством выделившегося термиора.

Если экстенсор распространяется в противоположном направлении, то экранированный термиор поглощается, активность (интенсиал) данной элаты растет. Экранированный термиор во всех этих случаях играет роль как бы связывающей (склеивающей) силовой субстанции.

Эффект минус-экранирования происходит всегда, когда некоторый ансор-носитель перемещается под действием, например первой, разности интенсиалов, не сопряженной с данным (вторым) экстенсором. При этом второй (увлекаемый) экстенсор способен преодолевать скачкообразные и плавные повышения второго интенсиала, т.е. совершать работу минус-трения. Разумеется, увлекающий (первый) экстенсор должен развивать для этого необходимую дополнительную силу. Соответствующие примеры минус-экранирования в большом количестве встречаются в термодинамических парах, кинетических явлениях и т.д.

Последняя формула позволяет найти силу взаимодействия между экстенсорами ансора-носителя. Имеем

Р_х = - (¶Р₁¶х)dЕ₁ = - (¶Р₂¶х)dЕ₂ н.

Для термоэлектрических явлений увлечения, определяемых коэффициентом b_YQ, это уравнение совместно с формулой (506) дает

Р_х = - (¶j¶х)dY = В_у(DТ/Dх)dY н.

Сила, действующая на отдельный антиэлектриант,

Рх = Ву(DТ/Dх)е^- = 2,6×10^-6×1×1,6×10^-19 = 4,2×10^-25 н.

Здесь для железного проводника (табл. 7) градиент температуры принят равным 1 град/м.

Как видим, сила взаимодействия между электриантом и термиантами в элансоре-носителе крайне мала. Ее величина зависит от всей совокупности условий переноса экстенсоров.

Коэффициенты b_YQ и В_у связаны между собой через сопротивление проводника.