Большая Советская Энциклопедия (ТЕ)

Лит.: Скуратов С. М., Колесов В. П., Воробьев А. Ф., Термохимия, ч. 1—2, М., 1964—66; Мищенко К. П., Полторацкий Г. М., Вопросы термодинамики и строения водных и неводных растворов электролитов, [Л.], 1968; Experimental thermochemistry, v. 1—2, N. Y.—L., 1956—62; Кальве Э., Пратт А., Микрокалориметрия, пер. с франц., М., 1963; Мортимер К., Теплоты реакций и прочность связей, пер. с англ., М., 1964; Бенсон С., Термохимическая кинетика, пер. с англ., М., 1971; Сталл Д., Вестрам Э., Зинке Г., Химическая термодинамика органических соединений, пер. с англ., М., 1971. См. также лит. при ст. Теплоёмкость , Теплота образования , Термодинамика химическая .

М. Х. Карапетьянц.

Термоцепторы

Термоце'пторы, то же, что терморецепторы .

Термочувствительные краски

Термочувстви'тельные кра'ски, термоиндикаторные краски, краски, содержащие различные химические соединения, которые способны изменять свой цвет при определённой температуре. Изменение цвета может происходить, например, вследствие разложения термочувствительного соединения (гидроокиси железа, карбоната кадмия) или образования нового соединения в результате реакции термоиндикаторных компонентов краски (например, образование сульфида свинца из тиомочевины и свинцового сурика). Различают обратимые (одно- или многократно восстанавливающие свой первоначальный цвет) и необратимые Т. к. С помощью Т. к., которые выпускаются в виде паст или карандашей, могут быть измерены температуры в интервале 35—1600 °С с точностью от ±0,5 до ±10 °С. Применяют Т. к. в тех случаях, когда использование обычных средств термометрии затруднено или невозможно.

Термоэдс

Термоэдс, электродвижущая сила, возникающая в электрической цепи, состоящей из нескольких разнородных проводников, имеющих в местах контактов различную температуру (см. Зеебека эффект , Термоэлектрические явления ).

Термоэластопласты

Термоэластопла'сты, термопластичные эластомеры, синтетические полимеры, которые при обычных температурах обладают свойствами резин, а при повышенных размягчаются, подобно термопластам. Сочетание таких свойств обусловлено тем, что Т. являются блоксополимерами , в макромолекулах которых эластичные блоки (например, полибутадиеновые) чередуются в определённой последовательности с термопластичными (например, полистирольными). В отличие от каучуков, Т. перерабатываются в резиновые изделия (например, обувь), минуя стадию вулканизации .

Термоэлектрическая дефектоскопия

Термоэлектри'ческая дефектоскопи'я, см. в ст. Дефектоскопия .

Термоэлектрические явления

Термоэлектри'ческие явле'ния, совокупность физических явлений, обусловленных взаимосвязью между тепловыми и электрическими процессами в металлах и полупроводниках. Т. я. являются эффекты Зеебека, Пельтье и Томсона. Зеебека эффект состоит в том, что в замкнутой цепи, состоящей из разнородных проводников, возникает эдс (термоэдс), если места контактов поддерживают при разных температурах. В простейшем случае, когда электрическая цепь состоит из двух различных проводников, она называется термоэлементом , или термопарой . Величина термоэдс зависит только от температур горячего T₁ и холодного T₂ контактов и от материала проводников. В небольшом интервале температур термоэдс Е можно считать пропорциональной разности (T₁ – T₂ ), то есть Е = a (T₁ –Т₂ ). Коэффициент a называется термоэлектрической способностью пары (термосилой, коэффициента термоэдс, или удельной термоэдс). Он определяется материалами проводников, но зависит также от интервала температур; в некоторых случаях с изменением температуры a меняет знак. В таблице приведены значения а для некоторых металлов и сплавов по отношению к Pb для интервала температур 0—100 °С (положительный знак a приписан тем металлам, к которым течёт ток через нагретый спай). Однако цифры, приведённые в таблице, условны, так как термоэдс материала чувствительна к микроскопическим количествам примесей (иногда лежащим за пределами чувствительности химического анализа), к ориентации кристаллических зёрен, термической или даже холодной обработке материала. На этом свойстве термоэдс основан метод отбраковки материалов по составу. По этой же причине термоэдс может возникнуть в цепи, состоящей из одного и того же материала при наличии температурных перепадов, если разные участки цепи подвергались различным технологическим операциям. С др. стороны, эдс термопары не меняется при последовательном включении в цепь любого количества др. материалов, если появляющиеся при этом дополнительные места контактов поддерживают при одной и той же температуре.

Материал	a, мкв/°С	Материал	a, мкв/°С
Сурьма…………… Железо……..…… Молибден ………. Кадмий ………….. Вольфрам……..… Медь……………... Цинк……………… Золото…………… Серебро ………… Свинец…………… Олово…………….. Магний ………….. Алюминий……….	+43 +15 +7,6 +4,6 +3,6 +3,2 +3,1 +2,9 +2,7 0,0 -0,2 -0,0 -0,4	Ртуть……….…... Платина……….. Натрий ………… Палладий ……… Калий…………… Никель…………. Висмут…………. Хромель……….. Нихром………… Платинородий… Алюмель……….. Константан…….. Копель…………..	– 4,4 -4,4 -6,5 -8,9 -13,8 -20,8 -68,0 +24 +18 +2 -17,3 -38 -38

Пельтье эффект обратен явлению Зеебека: при протекании тока в цепи из различных проводников, в местах контактов, в дополнение к теплоте Джоуля, выделяется или поглощается, в зависимости от направления тока, некоторое количество теплоты Q_n , пропорциональное протекающему через контакт количеству электричества (то есть силе тока I и времени t ): Q_n = Пlt. Коэффициент П зависит от природы находящихся в контакте материалов и температуры (коэффициент Пельтье).

У. Томсон (Кельвин) вывел термодинамическое соотношение между коэффициентом Пельтье и Зеебека (a ), которое является частным проявлением симметрии кинетического коэффициента (см. Онсагера теорема ): П = aТ, где Т — абсолютная температура, и предсказал существование третьего Т. я. — Томсона эффекта . Оно заключается в следующем: если вдоль проводника с током существует перепад температуры, то в дополнение к теплоте Джоуля в объёме проводника выделяется или поглощается, в зависимости от направления тока, дополнительное количество теплоты Q_t (теплота Томсона): Q_t = t (T₂— T₁ ) lt, где t — коэффициент Томсона, зависящий от природы материала. Согласно теории Томсона, удельная термоэдс пары проводников связана с их коэффициентом Томсона соотношением: da/dT= (t₁ — t₂ )/ Т.

Эффект Зеебека объясняется тем, что средняя энергия электронов проводимости зависит от природы проводника и по-разному растет с температурой. Если вдоль проводника существует градиент температур, то электроны на горячем конце приобретают более высокие энергии и скорости, чем на холодном; в полупроводниках в дополнение к этому концентрация электронов проводимости растет с температурой. В результате возникает поток электронов от горячего конца к холодному и на холодном конце накапливается отрицательный заряд, а на горячем остаётся нескомпенсированный положительный заряд. Процесс накопления заряда продолжается до тех пор, пока возникшая разность потенциалов не вызовет поток электронов в обратном направлении, равный первичному, благодаря чему установится равновесие. Алгебраическая сумма таких разностей потенциалов в цепи создаёт одну из составляющих термоэдс, которую называют объёмной.

Вторая (контактная) составляющая — следствие температурной зависимости контактной разности потенциалов . Если оба контакта термоэлемента находятся при одной и той же температуре, то контактная и объёмная термоэдс исчезают.

Вклад в термоэдс даёт также эффект увлечения электронов фононами. Если в твёрдом теле существует градиент температуры, то число фононов , движущихся от горячего конца к холодному, будет больше, чем в обратном направлении. В результате столкновений с электронами фонолы могут увлекать за собой последние и на холодном конце образца будет накапливаться отрицательный заряд (на горячем — положительный) до тех пор, пока возникшая разность потенциалов не уравновесит эффект увлечения; эта разность потенциалов и представляет собой 3-ю составляющую термоэдс, которая при низких температурах может быть в десятки и сотни раз больше рассмотренных выше. В магнетиках наблюдается дополнительная составляющая термоэдс, обусловленная эффектом увлечения электронов магнонами .

В металлах концентрация электронов проводимости велика и не зависит от температуры. Энергия электронов также почти не зависит от температуры, поэтому термоэдс металлов очень мала. Сравнительно больших значений достигает термоэдс в полуметаллах и их сплавах, где концентрация носителей значительно меньше и зависит от температуры, а также в некоторых переходных металлах и их сплавах (например, в сплавах Pd с Ag термоэдс достигает 86 мкв/ °С). В последнем случае концентрация электронов велика. Однако термоэдс велика из-за того, что средняя энергия электронов проводимости сильно отличается от энергии Ферми. Иногда быстрые электроны обладают меньшей диффузионной способностью, чем медленные, и термоэдс в соответствии с этим меняет знак. Величина и знак термоэдс зависят также от формы поверхности Ферми. В металлах и сплавах со сложной Ферми поверхностью различные участки последней могут давать в термоэдс вклады противоположного знака и термоэдс может быть равна или близка к нулю. Знак термоэдс некоторых металлов меняется на противоположный при низких температурах в результате увлечения электронов фононами.

В дырочных полупроводниках на холодном контакте скапливаются дырки, а на горячем — остаётся нескомпенсированный отрицательный заряд (если только аномальный механизм рассеяния или эффект увлечения не приводят к перемене знака термоэдс). В термоэлементе, состоящем из дырочного и электронного полупроводников, термоэдс складываются. В полупроводниках со смешанной проводимостью к холодному контакту диффундируют и электроны и дырки, и их заряды взаимно компенсируются. Если концентрации и подвижности электронов и дырок равны, то термоэдс равна нулю.