Ứng dụng của hiện tượng nhiệt điện trong thực tế
|
Hiện tượng nhiệt điện là gì? Ứng dụng của hiện tượng nhiệt điện trong thực tế? Hãy cùng tìm hiểu rõ hơn qua bài viết sau đây. Mời các bạn tham khảo! Show
Câu hỏi: Hiện tượng nhiệt điện là gì? Lời giải: - Hiện tượng nhiệt điện là hiện tượng tạo thành suất điện động nhiệt điện trong một mạch điện kín gồm hai vật dẫn khác nhau khi giữ hai mối hàn ở hai nhiệt độ khác nhau. - Hiện tượng nhiệt điện là hiện tượng xuất hiện dòng điện khi có sự chênh nhiệt nhiệt độ giữa hai đầu dây dẫn. - Là hiện tượng sản sinh ra suất điện động nhiệt điện trong một mạch điện kín khi giữa hai đầu vật kim loại hoặc hợp kim có sự chênh lệch về nhiệt độ. Hiểu một cách đơn giản hiện tượng nhiệt điện là hiện tượng một dòng điện được sinh ra trong mạch kín, khi có sự chênh lệch về nhiệt độ giữa hai đầu dây dẫn. Cùng Top lời giải tìm hiểu chi tiết hơn về Hiện tượng nhiệt điện nhé: Hiện tượng nhiệt điện- Hiện tượng nhiệt điện là hiện tượng sản sinh ra suất điện động nhiệt điện trong một mạch điện kín khi giữa hai đầu vật kim loại hoặc hợp kim có sự chênh lệch về nhiệt độ. Hiểu một cách đơn giản hiện tượng nhiệt điện là hiện tượng một dòng điện được sinh ra trong mạch kín, khi có sự chênh lệch về nhiệt độ giữa hai đầu dây dẫn. - Thuyết êlectron về tính dẫn điện của kim loại còn cho thấy, nếu sợi dây kim loại có một đầu nóng và một đầu lạnh, thì chuyển động nhiệt của êlectron sẽ làm cho một phần êlectron tự do ở đầu nóng dồn về đầu lạnh. Đầu nóng sẽ tích điện dương, đầu lạnh tích điện âm. - Giữa đầu nóng và đầu lạnh có một hiệu điện thế nào đấy. Nếu lấy hai dây kim loại khác loại nhau và hàn hai đầu với nhau, một mối hàn giữa ở nhiệt độ cao, một mối hàn ở nhiệt độ thấp, thì hiệu điện thế ở đầu nóng và đầu lạnh của từng dây không giống nhau, khiến trong mạch có một suất điện động ξ.ξ được gọi là suất điện động nhiệt điện, và bộ hai dây dẫn hàn hai đầu và nhau gọi là cặp nhiệt điện: ξ =αt(T1– T2) Trong đó: + T1– T2là hiệu nhiệt điện ở đầu nóng và đầu lạnh + αt là hệ số nhiệt điện động, phụ thuộc vào bản chất của hai loại vật liệu dùng làm cặp nhiệt điện. - Suất điện động nhiệt điện tuy nhỏ nhưng rất ổn định theo thời gian và điều kiện thí nghiệm, nên cặp nhiệt điện được dùng phổ biến để đo nhiệt độ. Để giúp các bạn có thể hiểu rõ hơn về hiện tượng nhiệt mời các bạn xem một thí nghiệm vật lý về hiện tượng nhiệt điện. Thí nghiệm về hiện tượng nhiệt điện
Thực hiện lắp một mô tơ cánh quạt chạy bằng điện 1 chiều với hai thanh kim loại. Sau đó tiến hành nhúng 2 thanh kim loại đó vào hai cốc khác nhau, một cốc chứa không khí, một cốc chứa nước. Quan sát thí nghiệm chúng ta không thấy sự thay đổi nào (cánh quạt không quay), điều này chứng tỏ không có dòng điện nào được sản sinh ra bên trong mạch điện. Thí nghiệm hiện tượng nhiệt điện Bước tiếp theo các bạn tiến hành đổ nước có nhiệt độ cao hơn hoặc thấp hơn nước ở cốc đựng nước ban đầu vào trong cốc chứa không khí. Chúng ta đợi một lúc, sẽ thấy cánh quạt bắt đầu quay. Điều này chứng tỏ bên trong mạch lúc này đã xuất hiện dòng điện. Sau đó chúng ta tiến hành làm tăng sự chênh lệch nhiệt độ của hai cốc nước và tiếp tục quan sát. Chúng ta có thể dễ dàng nhận thấy nhiệt độ của hai thanh kim loại có sự chênh lệch càng lớn thì cánh quạt quay càng nhanh. Điều này chứng tỏ rằng độ mạnh của dòng điện sinh ra trong mạch phụ thuộc vào sự chênh lệch nhiệt độ của hai thanh kim loại. Hiện tượng sinh ra dòng điện trong thí nghiệm trên chính là hiện tượng nhiệt điện và dòng điện được sản sinh suất điện động nhiệt điện. Lý giải hiện tượng vật lý xảy ra trong thí nghiệmDòng điện được tạo ra trong mạch kín khi có sự chênh lệch nhiệt độ Khi nhiệt độ của vật dẫn có sự chênh lệch về nhiệt độ, mật độ các hạt tải điện tại nơi có nhiệt độ cao hơn sẽ lớn hơn so với mật độ hạt tải điện tại nơi có nhiệt độ thấp. Do đó có sự dịch chuyển thành dòng của các hạt tải điện từ nơi có nhiệt độ cao hơn về nơi có nhiệt độ thấp hơn, đồng thời tạo nên sự chênh lệch điện thế giữa hai đầu của vật dẫn. Nếu chúng ta tiến hành nối thành mạch kín sẽ hình thành nên suất điện động nhiệt điện và sinh ra dòng điện giúp cánh quạt có thể quay. Hiện tượng nhiệt điện là hiện tượng xuất hiện dòng điện khi có sự trênh nhiệt nhiệt độ giữa hai đầu dây dẫn.
Cánh quạt không quay chứng tỏ không có dòng điện
Cánh quạt quay khi có sự trênh lệch nhiệt độ giữa hai thanh kim loại
Kết luận: hiện tượng nhiệt điện là hiện tượng tạo thành suất điện động nhiệt điện trong mạch kín khi có sự chênh lệch nhiệt độ giữa hai đầu vật dẫn kim loại (hoặc hợp kim) 2/ Cặp nhiệt điện, cảm biến đo nhiệt độ: thí nghiệm vật lý về cặp nhiệt điện Nung nóng một đầu mối hàn trong mạch xuất hiện suất điện động nhiệt điện. Biểu thức suất điện động nhiệt điện của cặp nhiệt điện E = α$_{T}$.Δt Trong đó:
Ứng dụng cặp nhiệt điện:
Thí nghiệm về hiện tượng siêu dẫn, từ trường (nam châm) được tạo ra khi giảm nhiệt độ của vật xuống bằng cách đổ nitơ lỏng vào. Bảng nhiệt độ tới hạn T$_{c}$ (K) của một số vật liệu  Hợp chất HgBa2Ca2Cu3O$_{8 }$có nhiệt độ T$_{c}$=134K=-139oC vẫn còn là một nhiệt độ quá thấp so với nhiệt độ môi trường trong thực tế đời sống nên các đặc tính của vật liệu siêu dẫn chưa được ứng dụng nhiều trong thực tế.
Ứng dụng của hiện tượng nhiệt điện trong thực tế+ Tạo ra bộ nguồn bằng hiện tượng nhiệt điện |
