材料的熱電性質(zhì)PPT學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1 材料的熱電性質(zhì)材料的熱電性質(zhì)PPT課件課件 一一 帕耳帖效應(yīng)帕耳帖效應(yīng) 將銅、鉍兩根金屬絲的端點互相連接（將銅、鉍兩根金屬絲的端點互相連接（A,BA,B處）成為一閉合回處）成為一閉合回 路。路。將兩根鉍絲分別接到直流電源的正、負(fù)極上，通電后發(fā)將兩根鉍絲分別接到直流電源的正、負(fù)極上，通電后發(fā) 現(xiàn)現(xiàn)A A接頭變冷，吸熱效應(yīng)；接頭變冷，吸熱效應(yīng)；B B接頭變熱接頭變熱，發(fā)生了放熱效應(yīng)，發(fā)生了放熱效應(yīng)， 這個現(xiàn)象稱為帕爾帖效應(yīng)這個現(xiàn)象稱為帕爾帖效應(yīng) 1 定義：定義： 第1頁/共17頁 2 分析原因：分析原因： 不同的金屬，電子狀態(tài)不同，不同的金屬，電子狀態(tài)不同， 銅鉍接觸時，電子從銅鉍接觸時

2、，電子從1212， 1 1中電子減少，中電子減少，2 2中電子增多。中電子增多。 1 1電位為正，電位為正，2 2電位為負(fù)。電位為負(fù)。 這樣不同金屬的接觸面處產(chǎn)生的電勢稱這樣不同金屬的接觸面處產(chǎn)生的電勢稱接觸電勢差（接觸電勢差（V V12） + + + + + + + + + + 1 e 2 V12 第2頁/共17頁 A處：處： 通電后通電后，外加電場使電子移動形成電子電流，外加電場使電子移動形成電子電流, ,接觸電勢差接觸電勢差V V12 12 將阻礙電子的運動，電子動能減小，減速的電子與金屬離將阻礙電子的運動，電子動能減小，減速的電子與金屬離 子碰撞，從金屬原子那里獲得能量，金屬子碰撞，從

3、金屬原子那里獲得能量，金屬 離子離子能能量減小，量減小， 從而使該處從而使該處溫度降低，變冷，須從外界吸熱溫度降低，變冷，須從外界吸熱。 e e V12V12 第3頁/共17頁 B處：處： 通電后通電后，接觸電勢差，接觸電勢差V12V12將加速電子的運動，電子動能增加，將加速電子的運動，電子動能增加， 加速的電子與金屬離子碰撞，把獲得的動能交給金屬原子，加速的電子與金屬離子碰撞，把獲得的動能交給金屬原子， 金屬離子能量增加，從而金屬離子能量增加，從而B B處處溫度增加，變熱，須放熱溫度增加，變熱，須放熱。 e e V12V12 第4頁/共17頁 帕爾帖效應(yīng)的應(yīng)用帕爾帖效應(yīng)的應(yīng)用制冷制冷 第5頁

4、/共17頁 圖示出圖示出N N型半導(dǎo)體和型半導(dǎo)體和P P型半導(dǎo)體構(gòu)成的熱電偶制冷元件。型半導(dǎo)體構(gòu)成的熱電偶制冷元件。 用銅板和銅導(dǎo)線將用銅板和銅導(dǎo)線將N N型半導(dǎo)體和型半導(dǎo)體和P P型半導(dǎo)體連接成一個回路型半導(dǎo)體連接成一個回路 ，銅板和銅導(dǎo)線只起導(dǎo)電的作用。，銅板和銅導(dǎo)線只起導(dǎo)電的作用。 回路中接通電流時，一個接點變熱，一個接點變冷回路中接通電流時，一個接點變熱，一個接點變冷。如。如 果改變電流方向，則兩個接點處的冷熱作用互易，即：原果改變電流方向，則兩個接點處的冷熱作用互易，即：原 來的熱接點變成冷接點，原來的冷接點變成熱接點。來的熱接點變成冷接點，原來的冷接點變成熱接點。 熱電制冷元件熱電

5、制冷元件 第6頁/共17頁 第7頁/共17頁 二二 湯姆遜效應(yīng)湯姆遜效應(yīng) 1 定義：定義： I T 1 T2 + + + + + + + + + + + T 1 T2 第8頁/共17頁 金屬兩端存在溫差：金屬兩端存在溫差：T T1 1 高 高 溫溫 T T2 2 低 低 溫溫 高溫電子動能大，低溫電子動能小，高溫電子動能大，低溫電子動能小， 電子將從電子將從T T1 1 T T2 2， ， 并在 并在T T2 2處堆處堆 積從而在金屬到體內(nèi)出現(xiàn)電勢差，積從而在金屬到體內(nèi)出現(xiàn)電勢差， 稱為溫差電勢差稱為溫差電勢差 V(TV(T1 1,T,T2 2） 擴擴 散散 2 分析原因：分析原因： V(T1

6、,T 2) T 1 T2 + + + + + + + + + + + 第9頁/共17頁 V(T1,T2 ) T 1 T2 I + + + + + + + + + + + 外加電流與外加電流與V(TV(T1 1,T,T2 2) )同向同向 電子從電子從T T2 2 T T1 1被被V(TV(T1 1,T,T2 2) )加速加速 在與金屬離子碰撞中傳給金屬離在與金屬離子碰撞中傳給金屬離 子能量，使整個金屬能量升高，子能量，使整個金屬能量升高， 放出熱量。放出熱量。 第10頁/共17頁 V(T1,T 2) T 1 T2 I + + + + + + + + + + + 外加電流與外加電流與V(TV(T

7、1 1,T,T2 2) )反向反向 電子從電子從T T1 1 T T2 2被被V(TV(T1 1,T,T2 2) )減速減速 在與金屬離子碰撞中獲得來自金在與金屬離子碰撞中獲得來自金 屬離子的能量，使整個金屬能量屬離子的能量，使整個金屬能量 降低，吸收熱量。降低，吸收熱量。 第11頁/共17頁 三三 塞貝克效應(yīng)塞貝克效應(yīng) 把兩種不同的金屬導(dǎo)體把兩種不同的金屬導(dǎo)體1，2組成閉合回路，兩接點分別置組成閉合回路，兩接點分別置 于于T1和和T2（設(shè)（設(shè)T1T2）兩不同溫度時，則在回路中就會產(chǎn)）兩不同溫度時，則在回路中就會產(chǎn) 生熱電勢，形成回路電流。這種現(xiàn)象稱生熱電勢，形成回路電流。這種現(xiàn)象稱塞貝克效應(yīng)

8、。塞貝克效應(yīng)。 1 定義：定義： 第12頁/共17頁 帕爾帖效應(yīng)帕爾帖效應(yīng)兩金屬接觸產(chǎn)生接觸電勢差兩金屬接觸產(chǎn)生接觸電勢差 2 分析原因：分析原因： 第13頁/共17頁 ),(),()()(),( 2122112121122112 TTVTTVTVTVTT 熱電勢：熱電勢： 熱電勢與溫差有關(guān)，一般表達式熱電勢與溫差有關(guān)，一般表達式 2 21212112 )( 2 1 )(),(TTTTaTT 不同材料具有不同的不同材料具有不同的 同種材料溫差變化，熱電勢變化同種材料溫差變化，熱電勢變化 第14頁/共17頁 塞貝克效應(yīng)的應(yīng)用塞貝克效應(yīng)的應(yīng)用用于溫度測量的熱電偶用于溫度測量的熱電偶 第15頁/共17頁 常用熱電偶材料常用熱電偶材料 材料材料測溫范圍測溫范圍特點特點應(yīng)用應(yīng)用 鉑鐒鉑鐒10純鉑純鉑0 1000 準(zhǔn)確性高，成本高準(zhǔn)確性高，成本高精密測溫、標(biāo)準(zhǔn)精密測溫、標(biāo)準(zhǔn) 銥鐒銥鐒10純銥純銥0 2100 科學(xué)研究科學(xué)研究 銥鐒銥鐒40鉑鐒鉑鐒400 1900 氧化、中性氣體氧化、中性氣體 鎳鐵鎳鐵鎳銅鎳銅50 500 50 無電勢無電勢火災(zāi)報警火災(zāi)報警 鎳鉻鎳鉻康銅康銅-200 900 各種場