Hi,
könnt ihr mir ein paar infos dazugeben? Ich habe schon gesucht, habe aber speziell bei der Erklärung, wie so etwas zustande kommt nicht allzuviel Sinnvolles gefunden. Ich geh in die 13. Klasse, aber macnhes versteh ich nicht ganz, aber das Hauptproblem war eigentlich eher, dass sich einige Seiten wiedersprochen haben.
In einem Buch, das ich zuhause habe, heißt es, dass durch die erwärmung ein überdruck in dem „Elektronengas“ etsteht, aber ich glaube nicht, dass in einem elektricschen Leiter etwas wie ein elektronengas ist.
Hi,
könnt ihr mir ein paar infos dazugeben? Ich habe schon
gesucht, habe aber speziell bei der Erklärung, wie so etwas
zustande kommt nicht allzuviel Sinnvolles gefunden.
Ich hab gerade in Google gesehen, dass eine Menge Seiten zu diesem Thema gibt.
Diese Seite
http://www.siteware.ch/peltier/theorie.html
fand ich eigentlich ganz gut.
In einem Buch, das ich zuhause habe, heißt es, dass durch die
erwärmung ein überdruck in dem „Elektronengas“ etsteht, aber
ich glaube nicht, dass in einem elektricschen Leiter etwas wie
ein elektronengas ist.
Doch, doch! Dieses Elektronengasmodell ist in der Tat sehr erfolgreich, wenn es um die Beschreibung von thermischen und elektrischen Eigenschaften von Metallen geht.
Gruß
Oliver
Holla,
da ich Seebeck-Effekt grade im Zuge einer Prüfungsvorbereitung bearbeite, mal mein Erklärungsversuch in zehn leichtverständlichen Sätzen.
In einem Metall wird Wärme einerseits durch Gitterschwingungen übertragen, andererseits aber auch durch die Bewegung der ungebundenen Elektronen (die sogenannten Leitungselektronen).
Stell dir also einen langen Metallstab vor, dessen linkes Ende auf hoher Temperatur gehalten wird (über einem Bunsenbrenner) und dessen rechtes Ende auf niedriger Temperatur (großes Bad mit Eiswasser).
Elektronen fließen also um den Wärmestrom zu tragen von links nach rechts und sammeln sich an der rechten Seite an.
Der Grund dieses Wärmestrom ist thermodynamischer/statistischer Natur und auch intuitiv verständlich: Auch in „echten“ Gasen kommt es schließlich zum Temperaturausgleich (aus Gründen der Entropiemaximierung).
Dies erzeugt natürlich eine Ansammlung von negativen Ladungen am rechten Ende, was den Aufbau eines elektrischen Feldes zur Folge hat das die Elektronen wieder zurücktreiben möchte.
Sobald sich ein Gleichgewicht zwischen Elektronen-Wärmestrom und dem durch das E-Feld verursachten Rückstrom aufgebaut ist verändert sich die Elektronenkonzentration im Stab nicht mehr. Bedenke dass sich diese Konzentratiosverteilung zwar nicht mehr ändert, aber durchaus von der Verteilung im Grundzustand ohne Temperaturgradient unterscheidet.
Ein Temperaturgradient hat also immer auch (in Metallen!) ein rücktreibendes elektrisches Feld zur Folge.
Und das nennen wir dann den Seebeck-Effekt.
Formel im eindimensionalen ist simpel:
E= Q * d/dx T(x),
wobei die Prop.konstante Q die „thermoelektrische Kraft“ genannt wird.
And that’s the way we do it!
Gruß, Robert
noch 2 fragen
ok, ich hab jetzt diese Erklärungen ganz gut verstanden, aber ich hab noch eine gefunden, da heißt es, dass die meisten Theorien darüber falsch sind, ich bin mir nicht sicher, aber ich bin der Meinung, dass das, was auf der Seite steht falsch ist, aber ehrlich gesagt versteh ich nicht alles zu 100% was da steht.
"Wird eine der beiden Lötstellen eines Thermoelements erwärmt, so herrscht an dieser eine andere Kontaktspannung als an der kälteren Lötstelle. Die Differenz der Kontaktspannungen ergibt nach dieser Vorstellung die Thermospannung. Wir setzen uns im folgenden mit dieser, wie sich zeigen wird, irrigen Vorstellung auseinander. "
"Hierin verschwindet der Beitrag der Differenz der chemischen Potentiale, da die Voltmetereingänge und aus demselben Material bei derselben Temperatur bestehen. Somit ist die an einem Thermoelement gemessene Thermospannung gleich der rein elektrostatischen Potentialdifferenz zwischen den zwei Voltmetereingängen! "
- hier versteh ich nicht, wie das gehen soll, weil das wiederspricht doch dem Benedicks-Effekt.
Das ist die Seite:
http://www.uni-konstanz.de/physik/Jaeckle/papers/the…
"Wird eine der beiden Lötstellen eines Thermoelements erwärmt,
so herrscht an dieser eine andere Kontaktspannung als an der
kälteren Lötstelle. Die Differenz der Kontaktspannungen ergibt
nach dieser Vorstellung die Thermospannung.
Das ist eine ziemlich umständliche Erklärung, eine Spannung ist immer ein Potentialunterschied zwischen 2 Punkten.
Wir setzen uns im
folgenden mit dieser, wie sich zeigen wird, irrigen
Vorstellung auseinander. "
"Hierin verschwindet der Beitrag der Differenz der chemischen
Potentiale, da die Voltmetereingänge und aus demselben
Material bei derselben Temperatur bestehen. Somit ist die an
einem Thermoelement gemessene Thermospannung gleich der rein
elektrostatischen Potentialdifferenz zwischen den zwei
Voltmetereingängen! "
- hier versteh ich nicht, wie das gehen soll, weil das
wiederspricht doch dem Benedicks-Effekt.
Ich kenne zwar den Benedicks Effekt nicht aber ich würde mal schätzen, daß die hier meinen, daß der Temperaturunterschied an beiden Voltmetereingängen genauso eine Potentialdifferenz (nach dem Seebeckeffekt) erzeugt, aber ob dem nun so ist weiss ich nicht.
In Elektronik bin ich eigentlich einen Niete…
Übrigens die Umkehrung des Seebeckeffekts ist der Peltiereffekt.
Dabei wird mittels einer Spannung eine Temperaturdifferenz zwischen 2 Seiten eines Peltierelements erzeugt. Benutzt wird sowas zum Beispiel zur Kühlung.