Эффект Пельтье

[klynxe]

1) Кто знает, при подводе к элементу Пельтье 1 Дж, какое максимально возможное количество энергии поглотиться на холодной стороне ($Q_x$), то есть на горячей выделиться $1 + Q_x$?
2) Если взять элемент Пельтье, подключить к источнику тока при температуре среды 20 градусов, каково будет максимальное отношение
& \Delta T_2 / \Delta T_1$, где $ \Delta T_1 = T_{on-hot-side} - T_{ambient}$, а $ \Delta T_2 = T_{ambient} - T_{on-cold-side}$ ?

Рассматриваем идеализированные случаи с наилучшими (для данной задачи) из существующих материалов
Если можно, при ответе указать источник

[levtsn]

Элемент Пельтье это источник теплового потока а не температуры, так что про температуры с 1 джоуля говорить некорректно.

"Если охлаждать нагревающуюся сторону элемента Пельтье, например при помощи радиатора и вентилятора, то температура холодной стороны становится ещё ниже. В одноступенчатых элементах, в зависимости от типа элемента и величины тока, разность температур может достигать приблизительно 70 цельсия." википедия

"По поводу КПД элемента Пельтье: вот данные о том самом элементе который я собираюсь использовать: Imax = 6.0 A, Umax = 15.5 В, Q max = 53 Вт (имеется, видимо, максимальная мощность отбираемая с холодной стороны). Умножаем Imax на Umax, получаем по закону Джоуля-Ленца выделяемое тепловым насосом тепло 93 Вт. Прибавляем к получившемуся 53 Вт поглощаемых на холодной стороне, получаем 146 Вт. Итого: на холодной отбираем 53 Вт, на горячей выделяем 146 Вт. Чтобы посчитать КПД делим полезную работу на потребляемую энергию (53/93), получаем КПД 57%, не так уж плохо. Все цифры приведены для ПРЕДЕЛЬНОГО режима работы (или нижняя точка на графике). При понижении нагрузки КПД растет. Это видно из графика выделяемой мощности. " тута:http://www.rom.by/comment/1394

[klynxe]

levtsn в сообщении #1055884 писал(а):

Элемент Пельтье это источник теплового потока а не температуры, так что про температуры с 1 джоуля говорить некорректно.

"Если охлаждать нагревающуюся сторону элемента Пельтье, например при помощи радиатора и вентилятора, то температура холодной стороны становится ещё ниже. В одноступенчатых элементах, в зависимости от типа элемента и величины тока, разность температур может достигать приблизительно 70 цельсия." википедия

"По поводу КПД элемента Пельтье: вот данные о том самом элементе который я собираюсь использовать: Imax = 6.0 A, Umax = 15.5 В, Q max = 53 Вт (имеется, видимо, максимальная мощность отбираемая с холодной стороны). Умножаем Imax на Umax, получаем по закону Джоуля-Ленца выделяемое тепловым насосом тепло 93 Вт. Прибавляем к получившемуся 53 Вт поглощаемых на холодной стороне, получаем 146 Вт. Итого: на холодной отбираем 53 Вт, на горячей выделяем 146 Вт. Чтобы посчитать КПД делим полезную работу на потребляемую энергию (53/93), получаем КПД 57%, не так уж плохо. Все цифры приведены для ПРЕДЕЛЬНОГО режима работы (или нижняя точка на графике). При понижении нагрузки КПД растет. Это видно из графика выделяемой мощности. " тута:http://www.rom.by/comment/1394

Хм... тогда продолжу
Что если теперь к горячей стороне приложить еще один элемент Пельтье (но использовать эффект Зеебека), то есть постараться выделившееся 146 Вт загнать обратно в ток, какой максимальный КПД может быть в этом случае?
Если перегнать более 93 Вт обратно в ток (если такое возможно??? Вот не могу понять толком почему теоретически это может быть нельзя ни при каких условиях), то получим среду, которая будет охлаждаться, то есть будем получать энергию из тепловой энергии среды. Понимаю что такое вроде не должно быть, но почему, объясните кто может?

[levtsn]

1001 верный проект вечного двигателя?

[klynxe]

levtsn в сообщении #1055893 писал(а):

1001 верный проект вечного двигателя?

Здесь нет вечного двигателя, а вот вопрос мой прошу перечитать

[Pphantom]

Тема перемещена из форума «Помогите решить / разобраться (Ф)» в форум «Карантин»
по следующим причинам:

- неправильно набраны формулы (краткие инструкции: «Краткий FAQ по тегу [math]» и видеоролик Как записывать формулы).

Исправьте все Ваши ошибки и сообщите об этом в теме Сообщение в карантине исправлено.
Настоятельно рекомендуется ознакомиться с темами Что такое карантин и что нужно делать, чтобы там оказаться и Правила научного форума.

[Pphantom]

Тема перемещена из форума «Карантин» в форум «Помогите решить / разобраться (Ф)»

[AnatolyBa]

Рассматривайте элемент Пельтье как тепловую машину (в данном случае в режиме холодильника).
Что нам говорит второй закон термодинамики?
Второй элемент - вторая тепловая машина, тоже можно применить второй закон.

[klynxe]

AnatolyBa в сообщении #1055984 писал(а):

Рассматривайте элемент Пельтье как тепловую машину (в данном случае в режиме холодильника).
Что нам говорит второй закон термодинамики?
Второй элемент - вторая тепловая машина, тоже можно применить второй закон.

Не могли бы вы поянить как это применить к конкретной (этой) ситуации?

То есть, как я понимаю, не существует способов получения электроэнергии из тепловой? Для системы с установившимся равновесием ( в смысле с отсутсвием начального градиента температур и давлений). То есть возможно только преобразование электрической энергии в тепловую (например резистор)?

[klynxe]

Скорее всего, согласно термодинамике, я не смогу превратить более 50% выделевшегося тепла в электроэнергию, это так?

[Xey]

Да, полезную энергию можно получить только из потока тепловой энергии от более теплого к менее. И только некоторую часть этого потока можно преобразовать в полезную. Эта часть зависит от температур в начале и в конце потока, в соответствии с формулой КПД цикла Карно.

[Bulatos]

в идеале вы можете превратить из выделившегося на горячей стороне тепла в электроэнергию ровно в количестве, затраченной из эл.розетки.

[AnatolyBa]

Можно почитать, например, Сивухина, том 3 (Электричество), параграфы 104-107.
Несколько упрощенно - коэффициент Пельтье равен произведению коэффициента термо-эдс на абсолютную температуру.
И это, увы, гарантирует отсутствие чудес..