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Fundamentação Teórica

• O sistema eficiência térmica pode ser usado como uma máquina de calor (motor) ou como uma bomba de calor (refrigerador). Quando usado como motor o calor é extraído de um reservatório quente e usado para realizar trabalho através de um resistor de carga. O rendimento desta máquina pode ser obtido experimentalmente e comparado com o valor máximo do rendimento teórico. Quando usado como refrigerador o calor é transferido de uma fonte fria para uma fonte quente. O coeficiente de desempenho e o coeficiente de desempenho máximos também podem ser obtidos. O sistema foi construído embasado num conversor termoelétrico chamado dispositivo de Peltier. Para simular uma máquina de calor, um lado do dispositivo de Peltier é mantido a baixa temperatura (constante), através do bombeamento de água gelada e o outro lado, a alta temperatura (constante), através de um resistor colocado no seu interior e conectado a uma fonte. As temperaturas são medidas com termopares adequadamente conectados ao dispositivo.
O princípio teórico do funcionamento do sistema eficiência térmica é conhecido desde 1800, mas apenas recentemente, com o desenvolvimento dos semicondutores, tem sido utilizado na prática.
Em 1821, o Físico Russo-Germânico Thomas Johan Seebeck descobriu que quando uma junção de metais diferentes eram aquecidas, uma corrente era produzida. Este fenômeno é conhecido como Efeito Seebeck. Este é o princípio básico do termopar.
Em 1834, Jean Charles Peltier descobriu o oposto do Efeito Seebeck, que quando uma corrente circula através de uma junção de metais diferentes, calor é absorvido ou liberado, dependendo da direção que a corrente circula.
Já que este sistema opera desta forma, o conversor termoelétrico é chamado de dispositivo de Peltier. Entretanto o sistema mostra o Efeito Seebeck, pois se os dois lados do dispositivo são mantidos a diferentes temperaturas, surge uma corrente elétrica.
Atualmente utilizam-se junções pn para obtenção do