Глава I. Описание термодинамической пары

История вопроса.

Контактная разность потенциалов.

В 1786 г. известный итальянский физиолог Луиджи Гальвани случайно обнаружил явление, которое оказало чрезвычайно важное влияние на все последующее развитие учения об электричестве и послужило толчком к открытию первых термодинамических пар. Гальвани проводил опыты с препарированной лягушкой и пытался найти электричество животного происхождения. Он заметил, что мышцы лягушки, подвешенной к железному стержню на медном крючке, сокращаются, и сделал из этого ошибочный вывод о том, что наблюдаемое сокращение мышц есть следствие наличия «животного» электричества.

В 1792-1794 гг. другой итальянский физик и физиолог Алессандро Вольта показал, что наблюдаемые Гальвани явления вызваны не «животным» электричеством, а наличием в цепи двух разнородных металлов – железа и меди – и жидкости. Именно соприкосновение разнородных веществ приводило к появлению электрического тока, который вызвал сокращение мышц лягушки.

Впоследствии Гальвани все-таки удалось поставить «чистые» опыты и обнаружить собственное электричество в мышцах и нервах лягушки. Но исследования, предпринятые Вольта для объяснения первоначальных опытов Гальвани, оказались чрезвычайно плодотворными. В 1797 г. Вольта открыл так называемую контактную разность потенциалов. С этого момента появилась возможность создавать различные термодинамические (точнее, электрические) пары.

Контактная разность электрических потенциалов возникает на границе соприкосновения двух разнородных веществ – металлов, электролитов, полупроводников и диэлектриков. Вольта первый установил последовательный ряд металлов, в котором каждый предыдущий металл, соприкасаясь с любым из последующих, электризуется положительно. Вот этот ряд: Al, Zn, Sn, Cd, Pb, Sb, Bi, Hg, Fe, Cu, Ag, Au, Pt, Pd. Однако измерить величину контактной разности потенциалов крайне трудно, ибо любой измерительный прибор вносит в цепь дополнительные контакты, искажающие измеряемую разность. Поэтому до недавнего времени не было надежных значений этой величины. Ниже на основе разработанной теории термодинамической пары приводится весьма простой и точный метод измерения контактной разности электрических, как, впрочем, и любых других потенциалов.