是熱電效應(yīng)是什么意思有什么生活應(yīng)用
是熱電效應(yīng)是什么意思有什么生活應(yīng)用
熱電效應(yīng)是隨著溫度梯度由高溫區(qū)往低溫區(qū)移動(dòng)時(shí)，所產(chǎn)生電流或電荷堆積的一種現(xiàn)象，以下是由學(xué)習(xí)啦小編整理關(guān)于什么是熱電效應(yīng)的內(nèi)容，希望大家喜歡!
熱電效應(yīng)的簡(jiǎn)介
明礬石Alunite六方晶系KAl3(OH)6(SO4)2為含氫氧根的鉀，鈉，鋁硫酸鹽礦物，其解理面呈珍珠光澤，其余的面呈玻璃光澤。硬度3.5~4，條痕白色，比重2.58~2.75，有灰，白，稍黃，稍紅等顏色.具強(qiáng)烈的熱電效應(yīng)，不溶于水，幾乎不溶于鹽酸，硝酸，氫氟酸和氨水等，但能溶于強(qiáng)堿及硫酸或高氯酸.明礬石為不規(guī)則礦床及礦脈，大屯山火山群之明礬石成細(xì)粒結(jié)晶而與石英，蛋白石及粘土礦物共生，有些成脈狀，有些交代安山巖中之基質(zhì)及結(jié)晶.金瓜石之明礬石，在礦床及變質(zhì)圍巖中呈粒狀或鱗片狀產(chǎn)出。為明礬及硫酸鉀的來源，另可提煉鋁及造紙，食品加工，凈水劑，染料等用途。
選用具有明顯的熱電效應(yīng)的稀有礦物石為原料，加入到墻體材料中，在與空氣接觸中，可發(fā)生極化，并向外放電，起到凈化室內(nèi)空氣的作用。
熱電效應(yīng)的生活應(yīng)用
熱電制冷又稱作溫差電制冷，或半導(dǎo)體制冷，它是利用熱電效應(yīng)(帕爾帖效應(yīng))的一種制冷方法。
1834年法國物理學(xué)家帕爾帖在銅絲的兩頭各接一根鉍絲，在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)一個(gè)接頭變熱，另一個(gè)接頭變冷。這說明兩種不同材料組成的電回路在有直流電通過時(shí)，兩個(gè)接頭處分別發(fā)生了吸放熱現(xiàn)象。這就是熱電制冷的依據(jù)。
半導(dǎo)體材料具有較高的熱電勢(shì)可以成功地用來做成小型熱電制冷器。圖1示出N型半導(dǎo)體和P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N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體連接成一個(gè)回路，銅板和銅導(dǎo)線只起導(dǎo)電的作用。此時(shí)，一個(gè)接點(diǎn)變熱，一個(gè)接點(diǎn)變冷。如果電流方向反向，那么結(jié)點(diǎn)處的冷熱作用互易。
熱電制冷器的產(chǎn)冷量一般很小，所以不宜大規(guī)模和大制冷量使用。但由于它的靈活性強(qiáng)，簡(jiǎn)單方便冷熱切換容易，非常適宜于微型制冷領(lǐng)域或有特殊要求的用冷場(chǎng)所。
熱電制冷的理論基礎(chǔ)是固體的熱電效應(yīng)，在無外磁場(chǎng)存在時(shí)，它包括五個(gè)效應(yīng)，導(dǎo)熱、焦耳熱損失、西伯克(Seebeck)效應(yīng)、帕爾帖(Peltire)效應(yīng)和湯姆遜(Thomson)效應(yīng)。
一般的冷氣與冰箱運(yùn)用氟氯化物當(dāng)冷媒，造成臭氧層的被破壞.無冷媒冰箱(冷氣)因而是環(huán)境保護(hù)的重要因素.利用半導(dǎo)體之熱電效應(yīng)，可制造一個(gè)無冷媒的冰箱。
這種發(fā)電方法是將熱能直接轉(zhuǎn)變成電能，其轉(zhuǎn)變效率受熱力學(xué)第二定律即柯諾特效率(Carnotefficiency)的限制.早在1822年西伯即已發(fā)現(xiàn)，因而熱電效應(yīng)又叫西伯效應(yīng)(Seebeckeffect)。
它不但與兩結(jié)溫度有關(guān)，且與所用導(dǎo)體的性質(zhì)有關(guān).這種發(fā)電法的優(yōu)點(diǎn)是沒有轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械部分，不會(huì)有磨損現(xiàn)象，故可長(zhǎng)久使用，但欲達(dá)高效率需要溫度很高的熱源，有時(shí)利用數(shù)層熱電物質(zhì)之層疊(cascade或staging)以達(dá)高效率的效果.
熱電效應(yīng)的來源發(fā)現(xiàn)
托馬斯·約翰·塞貝克(也有譯做“西伯克”)1770年生于塔林(當(dāng)時(shí)隸屬于東普魯士，現(xiàn)為愛沙尼亞首都)。塞貝克的父親是一個(gè)具有瑞典血統(tǒng)的德國人，也許正因?yàn)槿绱?，他鼓?lì)兒子在他曾經(jīng)學(xué)習(xí)過的柏林大學(xué)和哥廷根大學(xué)學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)。1802年，塞貝克獲得醫(yī)學(xué)學(xué)位。由于他所選擇的方向是實(shí)驗(yàn)醫(yī)學(xué)中的物理學(xué)，而且一生中多半時(shí)間從事物理學(xué)方面的教育和研究工作，所以人們通常認(rèn)為他是一個(gè)物理學(xué)家。
畢業(yè)后，塞貝克進(jìn)入耶拿大學(xué)，在那里結(jié)識(shí)了歌德。德國浪漫主義運(yùn)動(dòng)以及歌德反對(duì)牛頓關(guān)與光與色的理論的思想，使塞貝克深受影響，此后長(zhǎng)期與歌德一起從事光色效應(yīng)方面的理論研究。塞貝克的研究重點(diǎn)是太陽光譜，他在1806年揭示了熱量和化學(xué)對(duì)太陽光譜中不同顏色的影響，1808年首次獲得了氨與氧化汞的化合物。1812年，正當(dāng)塞貝克從事應(yīng)力玻璃中的光偏振現(xiàn)象時(shí)，他卻不曉得另外兩個(gè)科學(xué)家布魯斯特和比奧已經(jīng)搶先在這一領(lǐng)域里有了發(fā)現(xiàn)。
1818年前后，塞貝克返回柏林大學(xué)，獨(dú)立開展研究活動(dòng)，主要內(nèi)容是電流通過導(dǎo)體時(shí)對(duì)鋼鐵的磁化。當(dāng)時(shí)，阿雷格(Arago)和大衛(wèi)(Davy)才發(fā)現(xiàn)電流對(duì)鋼鐵的磁化效應(yīng)，塞克貝對(duì)不同金屬進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了磁化的熾熱的鐵的不規(guī)則反應(yīng)，也就是現(xiàn)在所說的磁滯現(xiàn)象。在此期間，塞貝克還曾研究過光致發(fā)光、太陽光譜不同波段的熱效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)、偏振，以及電流的磁特性等等。
1820年代初期，塞貝克通過實(shí)驗(yàn)方法研究了電流與熱的關(guān)系。1821年，塞貝克將兩種不同的金屬導(dǎo)線連接在一起，構(gòu)成一個(gè)電流回路。他將兩條導(dǎo)線首尾相連形成兩個(gè)結(jié)點(diǎn)，他突然發(fā)現(xiàn)，如果把其中的一個(gè)結(jié)加熱到很高的溫度而另一個(gè)結(jié)保持低溫的話，電路周圍存在磁場(chǎng)。他實(shí)在不敢相信，熱量施加于兩種金屬構(gòu)成的一個(gè)結(jié)時(shí)會(huì)有電流產(chǎn)生，這只能用熱磁電流或熱磁現(xiàn)象來解釋他的發(fā)現(xiàn)。在接下來的兩年里時(shí)間(1822～1823)，塞貝克將他的持續(xù)觀察報(bào)告給普魯士科學(xué)學(xué)會(huì)，把這一發(fā)現(xiàn)描述為“溫差導(dǎo)致的金屬磁化”。
塞貝克的實(shí)驗(yàn)儀器，加熱其中一端時(shí)，指針轉(zhuǎn)動(dòng)，說明導(dǎo)線產(chǎn)生了磁場(chǎng)塞貝克確實(shí)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了熱電效應(yīng)，但他卻做出了錯(cuò)誤的解釋：導(dǎo)線周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)的原因，是溫度梯度導(dǎo)致金屬在一定方向上被磁化，而非形成了電流?？茖W(xué)學(xué)會(huì)認(rèn)為，這種現(xiàn)象是因?yàn)闇囟忍荻葘?dǎo)致了電流，繼而在導(dǎo)線周圍產(chǎn)生了磁場(chǎng)。對(duì)于這樣的解釋，塞貝克十分惱火，他反駁說，科學(xué)家們的眼睛讓奧斯特(電磁學(xué)的先驅(qū))的經(jīng)驗(yàn)給蒙住了，所以他們只會(huì)用“磁場(chǎng)由電流產(chǎn)生”的理論去解釋，而想不到還有別的解釋。但是，塞貝克自己卻難以解釋這樣一個(gè)事實(shí)：如果將電路切斷，溫度梯度并未在導(dǎo)線周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)。所以，多數(shù)人都認(rèn)可熱電效應(yīng)的觀點(diǎn)，后來也就這樣被確定下來了。
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