بررسی نقش آنتروپی و گرمای ویژه در تعیین توان حرارتی: دستیابی به بهینه‌سازی مواد ترموالکتریک

عملکرد دستگاه‌های ترموالکتریک به طور قابل توجهی تحت تاثیر توان حرارتی قرار دارد، اما رابطه بین توان حرارتی، گرمای ویژه و آنتروپی هنوز نیازمند بررسی دقیق‌تری است. تحقیقات پیشین برای محاسبه توان حرارتی از گرمای ویژه یا آنتروپی استفاده کرده‌اند، با این حال، هر کدام فقط در شرایط خاصی معتبر بوده و میزان اعتبار آن‌ها متفاوت است. در این مطالعه ما از معادلات پایه‌ای ترمودینامیک برای بررسی و تعیین مناسب‌ترین روش استفاده کردیم. ما نشان می‌دهیم که در سیستم‌هایی با خصوصیات ترمودینامیکی مختلف، توان حرارتی همیشه به طور مستقیم با آنتروپی متناسب است. با این حال، در سیستم‌هایی که گرمای ویژه رابطه توانی با دما دارد (c∝t^r)، توان حرارتی می‌تواند با گرمای ویژه متناسب باشد. این یافته‌ها پیامدهای مهمی برای طراحی و بهبود مواد ترموالکتریک دارند و راه‌های جدیدی برای توسعه آینده آن‌ها ارائه می‌دهند.

investigating the role of entropy and specific heat in determining thermopower: achieving optimization in thermoelectric materials

the performance of thermoelectric devices is significantly influenced by thermopower, yet further exploration is needed to understand the relationship between thermopower, specific heat, and entropy. previous studies have attempted to estimate thermopower using either specific heat or entropy, yielding varying degrees of success. our study employs fundamental thermodynamic equations to investigate discern the most suitable approach. we establish that across systems with diverse thermodynamic properties, thermopower consistently exhibits a direct proportionality to entropy. however, in systems where specific heat follows a power-law relationship with temperature (c∝t^r), thermopower may be proportional to specific heat. these findings hold substantial implications for the design and advancement of thermoelectric materials, offering potential avenues for their future development.