Термодинамика термопары достаточно проста:

электрическая мощность равна

P_e=a * (T₁-T₂ )* I, где а- коэффициент Зеебека,

T₁-T₂ разность температур и I — сила тока.

В результате протекания тока через контакт происходит выделение или поглощение теплоты Пельтье.

Мощность выделения теплоты Пельтье равна

P_h=a * T * I,

где Т- абсолютная температура.

Причем при работе термопары в режиме генератора на горячем спае происходит поглощение, а на холодном- выделение теплоты Пельтье. Таким образом, К.П.Д. идеальной термопары, в которой нет теплопередачи от горячего контакта к холодному, был бы равен отношению полезной мощности к тепловой мощности:

η=P_e/P_h=(T₁-T₂ )/T₁

Как мы видим, коэффициент полезного действия идеальной термопары не зависит от коэффициентов Зеебека и равен К.П.Д. цикла Карно.

Концепция термопары переменного тока.

В реальных термопарах теплопередача от горячего контакта к холодному присутствует. Проблема в том, что хорошие проводники электричества являются и хорошими проводниками теплоты. А хорошие теплоизоляторы являются также хорошими диэлектриками. Постоянный ток через них не пройдет.

Совсем другое дело- переменный ток. Два проводника, разделенных диэлектриком, являются конденсатором. Конденсатор для переменного тока не преграда.

Термопара переменного тока , в которой горячий и холодный контакт разделены друг от друга термоизолирующим диэлектриком (или вакуумом), по своим качествам была бы ближе к идеальной термопаре, а её коэффициент полезного действия был бы ближе к К.П.Д. цикла Карно.

Возникает вопрос- как заставить термопару изменить знак Э.Д.С. не меняя местами горячий и холодный спай? Тут нам поможет продольный эффект Нернста- Эттингсгаузена. В магнитном поле коэффициенты Зеебека для металла или полупроводника меняются.

Принципиальная схема термопары переменного тока изображена на рис. 1.

Рис.1 Термопара переменного с внешним источником магнитного поля.

 Таким образом, весь термоэлемент состоит из одного и того же материала. Магнитное поле поочередно включается то в области конденсатора 1, то в области конденсатора 2, в результате чего термоЭ.Д.С. будет менять знак.

Можно попытаться использовать собственное поле тока для изменения коэффициентов Зеебека. Схема термопары переменного тока с внутренним источником магнитного поля представлена на рисунке 2.

Рис. 2 Термопара переменного тока с внутренним источником магнитного поля.

В зависимости от направления тока магнитное поле генерируется в районе конденсатора 1 или конденсатора 2. Разумеется, Э.Д.С одиночной термопары мал, чтобы обеспечить правильную работу диодов, поэтому устройство состоит из множества термопар, соединенных последовательно, двух диодов и двух катушек.

Согласно литературным данным [1] в CdxHgbxTe в поле напряженностью 1 Тл термоЭДС меняется на 400 мкВ/К.

Выводы:
1.Коэффициент полезного действия термопар низок из-за их высокой тепловодности
2. В термопарах постоянного тока этот недостаток является принципиально неустранимым, т.к. хорошие проводники электричества являются также хорошими проводниками тепла
3. Цепи переменного тока, состоящие из проводников и конденсаторов, лишены подобного недостатка, т.к. диэлектрик или вакуум конденсатора будет теплоизолятором.
4. Разработана концепция термопары переменного тока на основе продольного эффекта Нернста-Эттингсгаузена.

Концепция двигателя внешнего сгорания нового типа. Данный двигатель внешнего сгорания отличается от существующих простотой конструкции, большим коэффициентом полезного действия, отсутствием поршней и высоких давлений, большим моторесурсом. Работу двигателя поясняет рисунок 1.

Рис 1. Схема двигателя

Предлагаемый двигатель внешнего сгорания состоит из:

1- котла

2- статора

3-ротора

4- генератора высокого напряжения

5- распыляющих форсунок

6- конденсатора жидкости.

Выходы генератора высокого напряжения соединены с форсунками. На форсунки подается горячая вода из котла. В форсунках происходит распыление горячих заряженных капель.

При неизменном заряде её энергия W=q²/2C, где С-емкость, равная ее₀r, где e- диэлектрическая проницаемость, e₀=8,85*10^-12Ф/м, r- радиус капли. При испарении капли ее радиус уменьшается, следовательно, электростатическая энергия растет. Электрический потенциал капли при этом увеличивается, т.к. U=q/C.

Тепловая энергия расходуется на испарение воды из капли и на увеличение электростатической энергии капли. Одноименные заряды стараются разорвать каплю, сила поверхностного натяжения стремиться удержать ее как целое. Когда радиус становится меньше критического, капля распадается на две части, которые отталкиваются друг от друга (рис 2). Таким образом, часть электростатической энергии   превращается в кинетическую.

Рис. 2. Заряженная капля испаряется и делится на 2 части

Одна из капель в результате попадает на ротор, другая на статор. Одноименно заряженные ротор и статор отталкиваются, в результате ротор вращается (рис 3).

Рис. 3. Вращение ротора

Выводы:

1. При испарении заряженной капли ее энергия возрастает.
2. При достижении определенного радиуса заряженная капля делится на 2 части, в результате чего часть её электрической энергии превращается в кинетическую.
3. Описанный в предыдущих пунктах процесс можно использовать в двигателе внешнего сгорания.
4. От существующих двигателей внешнего сгорания предложенная конструкция будет отличаться простотой конструкции и отсутствием поршней и высоких давлений пара.