# Слева горячий, справа - холодный

Леонид Александрович Ашкинази

Слева горячий, справа - холодный


Жил-да-был электрон. Как всякий добропорядочный электрон, дрейфовал он в проводнике, куда гнало его электрическое поле. И добрался он до контакта с другим проводником, в котором электрон должен иметь другую энергию. Если эта энергия больше, то электрону надо откуда-то взять недостающее, а если меньше - куда-то деть. Оглянулся - вокруг атомы да ионы со своей тепловой энергией. Взял у них немножечко (или, соответственно, отдал) и оказался на законных основаниях во втором материале. А место соединения материалов охладилось или, естественно, нагрелось. Этот эффект называется эффектом Пельтье. Особенно он велик, если один из материалов - полупроводник n-типа, а другой - p-типа, причем при переходе электронов из p в n тепло поглощается, из n в p - выделяется.


Обратный к нему эффект называется эффектом Зеебека или термоэдс. Если присоединить к вольтметру два проводника из разных материалов, потом соединить концы проводников и начать нагревать место соединения, вольтметр покажет, что возникло напряжение. На этом эффекте основано действие термопар - приборов для измерения температуры. Предлагалось использовать термоэдс и для преобразования тепла в электроэнергию, но кпд таких элементов недостаточен для "большой энергетики". Хотя в середине прошлого века выпускались, например, термогенераторы, которые надевались на керосиновую лампу и питали приемник или небольшую радиостанцию (фото 1).


Обо всем этом рассказано в школьном учебнике физики. Почему мы об этом вспомнили сейчас? По двум причинам. Первая - ученые из Ереванского государственного университета совместно с пущинским предприятием "Позит" придумали, как использовать то тепло, которым двигатель автомобиля - и совершенно зря - греет окружающую среду. Они сделали термогенератор, который преобразует это тепло в электроэнергию. А уж потребителей электроэнергии в автомобиле хватает.


Вторая причина - появились охладители для полупроводниковых приборов и, в частности, для процессоров, работающие на эффекте Пельтье (фото 2). Если подвести к такому элементу напряжение, одна сторона его нагреется, другая - охладится. Если прижать элемент нужной стороной к процессору, он будет его охлаждать. Разумеется, со второй стороны тепло все равно надо отводить - например, обдувая вентилятором. Причем в итоге отводить тепла придется еще больше (к тому, что выделилось в процессоре, добавляется то, которое выделилось в элементе Пельтье), так что вентилятор потребуется более мощный.


Те, кто пробовал применить эту конструкцию, рекомендуют не перестараться - а то на холодной стороне начинается конденсация и процессору это может не понравиться. Про конденсацию тоже рассказано в школьном учебнике, но, увы - в другом классе! - так что придется листать две книги.