തോംസൺ പ്രഭാവം

ഒരു താപവൈദ്യുത പ്രഭാവം. 'കെൽവിൻ പ്രഭു' എന്ന പേരിൽ പില്ക്കാലത്തു പ്രസിദ്ധനായ വില്യം തോംസൺ 1854-ൽ കണ്ടുപിടിച്ചു. എൻജിനീയറിങ്ങിലും ശാസ്ത്രത്തിലെ ചില മേഖലകളിലും ഈ പ്രഭാവം പ്രയുക്തമാക്കുന്നുണ്ട്.

ഒരേ ഇനം പദാർഥത്താൽ മാത്രം നിർമിതവും വൈദ്യുതവാഹിയുമായ ഒരു ദണ്ഡിലൂടെ വൈദ്യുതധാര കടത്തിവിടുക. ദണ്ഡിന്റെ രണ്ട് അഗ്രങ്ങളിലും വ്യത്യസ്ത താപനില നിലനിർത്തിയാൽ ദണ്ഡ് താപം ആഗിരണം ചെയ്യും. ഈ താപ ആഗിരണത്തിന്റെ നിരക്ക് വൈദ്യുതധാര I യുടെ പരിമാണത്തെയും ദിശയെയും, താപനിലാവ്യത്യാസം T2 - T1നെയും (T2 > T1 ) ആശ്രയിച്ചിരിക്കും. വിദ്യുത്ധാരയുടെ ദിശ വിപരീതമാക്കുകയോ ദണ്ഡിന്റെ ചൂടും തണുപ്പും ഉള്ള അഗ്രങ്ങൾ തമ്മിൽ മാറ്റുകയോ (ഇവയിൽ ഒന്നുമാത്രം ചെയ്യുക) ചെയ്താൽ ദണ്ഡ് ചൂട് പുറത്തേക്കു വിടും. ഇപ്രകാരം ആഗിരണം ചെയ്യപ്പെടുകയോ പുറന്തള്ളപ്പെടുകയോ ചെയ്യുന്ന താപത്തെയാണ് 'തോംസൺ താപം' എന്നു വിളിക്കുന്നത്. P_t = \frac{\tau J(T_2-T_1)}{L}എന്ന സമീകരണം വഴി ഈ ആഗിരണ നിരക്ക് കണക്കാക്കാൻ കഴിയും. ഇവിടെ τ(tau) തോംസൺ ഗുണാങ്കവും വിദ്യുത്സാന്ദ്രതയും ദണ്ഡിന്റെ നീളവും ആണ്.

ചാലകത്തിൽ നേരത്തേതന്നെ ഒരു താപനിലാ ഗ്രേഡിയന്റ് നിലനിന്നിരുന്നു എങ്കിൽ വൈദ്യുതധാരയുടെ പ്രവാഹത്തോടെ അതിനു മാറ്റം വരുന്നതായി കാണാം. എന്നാൽ ആദ്യമേ ഏകസമാന താപനില നിലവിലുള്ള ഒരു ചാലകത്തിൽ തോംസൺ പ്രഭാവം ഉളവാകുന്നില്ല.

മറ്റു രണ്ട് താപവൈദ്യുത പ്രഭാവങ്ങളായ 'സീബെക്ക് പ്രഭാവ'ത്തിലും 'പെൽറ്റിയർ പ്രഭാവ'ത്തിലും രണ്ട് വ്യത്യസ്ത പദാർഥങ്ങൾ ആവശ്യമുള്ളപ്പോൾ തോംസൺ പ്രഭാവം ഉണ്ടാകുന്നതിന് ഒരിനം പദാർഥം മാത്രമേ ആവശ്യമുള്ളൂ. തോംസൺ പ്രഭാവത്തിന്റെ ദിശ അനുസരിച്ച് ലോഹങ്ങളെ രണ്ടായി തിരിച്ചിട്ടുണ്ട്. ഉദാഹരണമായി ചെമ്പും ഇരുമ്പും വിപരീത ദിശകളിലാണ് ഈ പ്രഭാവം പ്രകടിപ്പിക്കുന്നത്. ചാലകത്തിലൂടെ വൈദ്യുതധാര പ്രവഹിക്കുമ്പോൾ ഒരേസമയം തോംസൺ താപനവും ജൂൾ താപനവും നടക്കുന്നുണ്ടെങ്കിലും ഇവ രണ്ടും തമ്മിൽ വ്യത്യാസമുണ്ട്.

താപനിലാമാപനം, താപത്തിൽ നിന്നുള്ള വൈദ്യുതി ഉത്പാദനം, വ്യൂഹങ്ങളുടെ താപന-ശീതളനങ്ങൾ എന്നിവയ്ക്കെല്ലാം തോംസൺ പ്രഭാവം പ്രയോജനപ്പെടുത്തുന്നു.

കടപ്പാട്: കേരള സർക്കാർ ഗ്നൂ സ്വതന്ത്ര പ്രസിദ്ധീകരണാനുമതി പ്രകാരം ഓൺലൈനിൽ പ്രസിദ്ധീകരിച്ച മലയാളം സർ‌വ്വവിജ്ഞാനകോശത്തിലെ തോംസൺ പ്രഭാവം എന്ന ലേഖനത്തിന്റെ ഉള്ളടക്കം ഈ ലേഖനത്തിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നുണ്ട്. വിക്കിപീഡിയയിലേക്ക് പകർത്തിയതിന് ശേഷം പ്രസ്തുത ഉള്ളടക്കത്തിന് സാരമായ മാറ്റങ്ങൾ വന്നിട്ടുണ്ടാകാം.