В замкнутой электрической цепи, состоящей из двух разнородных металлов, возникает термо-ЭДС, если спаи имеют разную температуру

В замкнутой электрической цепи, состоящей из двух разнородных металлов, возникает термо-ЭДС, если спаи имеют разную температуру (явление Зеебека). Если же по этой цепи пропустить электрический ток, то один из спаев будет нагреваться, а другой охлаждаться (явление Пельтье). Термоэлектрические свойства такой цепи зависят от природы контактирующих металлов. Для примера сравним две системы, состоящие из двух пар разнородных металлов: I. Медь-серебро (Cu=8,93х103 кг/м3 , Мcu=64х10-3 кг/моль, Ag=10,5х103 кг/м3 , Мag=108х10-3 кг/моль); II. Висмут-железо (Bi=9,80х103 кг/м3 , Мbi=209х10-3 кг/моль, Fe=7,88х103 кг/м3 , Mfe=56х10-3 кг/моль). Определить, полагая, что на каждый атом металла приходится один свободный электрон: концентрацию свободных электронов в железе;

Решение

По определению концентрация n атомов равна отношению числа атомов N к объёму V , в котором они находятся:  Число атомов равняется произведению их количества в одном моле, то есть числа Авогадро NA , на количество вещества, равное отношению массы вещества m к массе одного моля, то есть к молярной массе  Отсюда  Учитывая, что отношение массы вещества m к его объёму V есть плотность вещества, получаем итоговое выражение для концентрации атомов висмута, значит и для концентрации свободных электронов в висмуте:  Проверим, даёт ли эта формула размерность концентрации частиц моль  Выполним вычисления Ответ: