La historia de la generación de energía termoeléctrica

William Thomson nació en Irlanda en 1824. Su padre, James, era profesor de matemáticas en la Real Academia de Belfast y enseñaba en la Universidad de Glasgow. Cuando William tenía ocho años, la familia de James. se mudó a Glasgow, Escocia. Thomson ingresó en la Universidad de Glasgow a la edad de diez años (no debería sorprendernos que en aquellos días las universidades irlandesas admitieran a los niños más talentosos), comenzó a estudiar en la universidad alrededor de los catorce años, y cuando tenía quince, escribió uno de sus trabajos titulado "La forma de la Tierra" ganó la medalla de oro de la universidad. Más tarde, Thomson asistió a la Universidad de Cambridge y se graduó en segundo lugar de su clase. Después de graduarse, fue a París y realizó un año de investigación experimental bajo la dirección de Lenoir. Desde 1846 hasta su jubilación oficial en 1899, Thomson regresó a la Universidad de Glasgow como profesor de filosofía natural (ahora física).

Thomson fundó el primer laboratorio de física moderna en la Universidad de Glasgow; a los 24 años, publicó una monografía sobre termodinámica y estableció la "escala de temperatura termodinámica absoluta" para la temperatura a los 27 años; publicó el libro "La Teoría de la Termodinámica", estableció la segunda ley de la termodinámica y se convirtió en la ley básica de la física. Colaboró ​​con Joule y descubrió el efecto Joule-Thomson de la difusión de gases. Se necesitaron 9 años para establecer un Océano Atlántico permanente entre Europa; y el cable submarino de Estados Unidos, ganándose así el elevado título de "Lord Kelvin".

Los campos de investigación de Thomson fueron bastante extensos a lo largo de su vida, e hizo importantes contribuciones en física matemática, termodinámica, electromagnetismo, mecánica elástica, teoría del éter y ciencias de la tierra. Dejando esto de lado, volvamos al tema del efecto Thomson. Antes de introducir el efecto Thomson, es mejor presentar el trabajo realizado por sus predecesores.

En 1821, el físico alemán Seebeck descubrió que en un bucle cerrado compuesto por dos metales diferentes, cuando las temperaturas de los dos contactos son diferentes, se generará un potencial eléctrico en el bucle. Este es el famoso. "Efecto Seebeck". En 1834, el científico experimental francés Partel descubrió el efecto contrario: en un circuito cerrado compuesto por dos metales diferentes, cuando las temperaturas de los dos contactos son diferentes, se generará un potencial eléctrico en el circuito, que es el famoso "enchufe". Efecto panadero". En 1834, el científico experimental francés Pelletier descubrió su efecto inverso: dos metales diferentes forman un circuito cerrado. Cuando hay corriente continua en el circuito, se produce una diferencia de temperatura entre los dos contactos. Este es el llamado efecto Pellé. . En 1837, el físico ruso descubrió repentinamente que la dirección de la corriente determina si se absorbe o genera calor. La cantidad de calor (enfriamiento) es directamente proporcional al tamaño de la corriente.

En 1856, Thomson utilizó los principios de la termodinámica que fundó para analizar exhaustivamente el efecto Seebeck y el efecto Paltz, y estableció una conexión entre el coeficiente de Seebeck y el coeficiente de Paltz, originalmente no relacionados. Thomson concluyó que en el cero absoluto existe una relación multiplicativa simple entre los coeficientes de Peltier y los coeficientes de Seebeck. Sobre esta base, predijo teóricamente un nuevo efecto eléctrico relacionado con la temperatura, es decir, cuando la corriente fluye a través de un conductor con temperatura desigual, además de generar calor Joule irreversible, el conductor también absorberá o liberará una cierta cantidad de calor. calor (llamado calor Thomson). O por el contrario, cuando las temperaturas en ambos extremos de la varilla de metal son diferentes, se formará una diferencia de potencial entre los dos extremos de la varilla de metal. Este fenómeno recibió posteriormente el nombre de efecto Thomson, convirtiéndose en el tercer efecto termoeléctrico después del efecto Seebeck y el efecto Partridge.

El efecto Seebeck es el fenómeno en el que se genera una fuerza electromotriz cuando se genera una diferencia de temperatura en ambos extremos de un conductor. El efecto Perdiz es un fenómeno en el que se genera una diferencia de temperatura cuando se genera en ambos extremos de un conductor. están cargados (un extremo genera calor y el otro extremo absorbe calor. La combinación de estos constituye el efecto Thomson).