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热电的意思、热电的详细解释

关键字:

热电的解释

(1) [pyroelectricity]

(2) 热电现象;各种晶体由于温度变化产生的带电

热电效应

(3) 热电学;论述热电现象的一个科学分支

(4) [thermoelectricity]∶温差电,温差电现象中所涉及的电;特指由温差电作用所累积的电或使之运动的电

(5) 即火力发电

词语分解

专业解析

热电是一个物理学与工程学交叉领域的专业术语,主要包含以下两层含义:

一、热电效应与现象 热电现象指热能直接转化为电能或电能产生温差的过程,包含三种基础效应:

  1. 塞贝克效应:两种不同导体连接成回路时,两端温度差会产生电动势。该效应被应用于热电发电机,例如航天器的放射性同位素电源。
  2. 帕尔帖效应:电流通过两种不同导体接触面时,接触面会吸热或放热,该原理驱动着半导体冰箱的制冷系统。
  3. 汤姆逊效应:电流通过存在温度梯度的单一导体时,导体与环境间的热量交换现象。

二、热电转换技术 特指通过半导体材料实现热能与电能相互转换的技术体系,其能量转换效率由无量纲热电优值(ZT值)决定。该技术被国际能源署列为21世纪重点发展的清洁能源技术之一,我国《十四五能源领域科技创新规划》明确将热电材料列为新型能源存储与转换材料的重点攻关方向。


参考来源:

  1. 中国科学院《工程热物理术语》国家标准GB/T 16823.3-2019
  2. 清华大学出版社《热电材料与器件》(2023修订版)
  3. 国家能源局《能源技术革命创新行动计划(2021-2025)》白皮书

网络扩展解释

“热电”是一个多义词,其含义需结合不同语境理解,主要涉及以下方面:

一、基本定义

热电现象指晶体因温度变化产生电荷的物理效应,属于热电学的研究范畴。例如,当两种不同金属(如铜和铁)接触时,因自由电子浓度差异,电子会从高温区向低温区扩散,形成接触电势差。


二、基本原理

  1. 接触电势
    不同金属接触时,温度差异导致电子转移量变化,形成电势差。若两金属温度相同,电子转移达到平衡,此时电势差称为接触电势。
  2. 热电效应参数
    用热电势(thermopower,Q)衡量效应强度,定义为: $$ Q = frac{E}{- abla T} $$ 其中,$E$为电荷堆积产生的电场,$ abla T$为温度梯度。

三、主要热电效应

  1. 塞贝克效应
    温度梯度导致导体两端产生电压差,是热电偶测温的基础。
  2. 珀尔贴效应
    电流通过不同导体接触点时,接触点会吸热或放热,应用于半导体制冷。
  3. 汤姆逊效应
    电流通过存在温度梯度的导体时,导体吸收或释放热量。

四、应用领域


五、其他含义

在特定语境下,“热电”也指火力发电,即通过燃烧燃料产生电能的方式。例如,传统火力发电效率约为30-35%,余热可用于区域供暖。

如需进一步了解热电效应的数学推导或具体应用案例,可参考热电学相关教材或专业文献。

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