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熱電的意思、熱電的詳細解釋

關鍵字:

熱電的解釋

(1) [pyroelectricity]

(2) 熱電現象;各種晶體由于溫度變化産生的帶電

熱電效應

(3) 熱電學;論述熱電現象的一個科學分支

(4) [thermoelectricity]∶溫差電,溫差電現象中所涉及的電;特指由溫差電作用所累積的電或使之運動的電

(5) 即火力發電

詞語分解

專業解析

熱電是一個物理學與工程學交叉領域的專業術語,主要包含以下兩層含義:

一、熱電效應與現象 熱電現象指熱能直接轉化為電能或電能産生溫差的過程,包含三種基礎效應:

  1. 塞貝克效應:兩種不同導體連接成回路時,兩端溫度差會産生電動勢。該效應被應用于熱電發電機,例如航天器的放射性同位素電源。
  2. 帕爾帖效應:電流通過兩種不同導體接觸面時,接觸面會吸熱或放熱,該原理驅動着半導體冰箱的制冷系統。
  3. 湯姆遜效應:電流通過存在溫度梯度的單一導體時,導體與環境間的熱量交換現象。

二、熱電轉換技術 特指通過半導體材料實現熱能與電能相互轉換的技術體系,其能量轉換效率由無量綱熱電優值(ZT值)決定。該技術被國際能源署列為21世紀重點發展的清潔能源技術之一,我國《十四五能源領域科技創新規劃》明确将熱電材料列為新型能源存儲與轉換材料的重點攻關方向。


參考來源:

  1. 中國科學院《工程熱物理術語》國家标準GB/T 16823.3-2019
  2. 清華大學出版社《熱電材料與器件》(2023修訂版)
  3. 國家能源局《能源技術革命創新行動計劃(2021-2025)》白皮書

網絡擴展解釋

“熱電”是一個多義詞,其含義需結合不同語境理解,主要涉及以下方面:

一、基本定義

熱電現象指晶體因溫度變化産生電荷的物理效應,屬于熱電學的研究範疇。例如,當兩種不同金屬(如銅和鐵)接觸時,因自由電子濃度差異,電子會從高溫區向低溫區擴散,形成接觸電勢差。


二、基本原理

  1. 接觸電勢
    不同金屬接觸時,溫度差異導緻電子轉移量變化,形成電勢差。若兩金屬溫度相同,電子轉移達到平衡,此時電勢差稱為接觸電勢。
  2. 熱電效應參數
    用熱電勢(thermopower,Q)衡量效應強度,定義為: $$ Q = frac{E}{- abla T} $$ 其中,$E$為電荷堆積産生的電場,$ abla T$為溫度梯度。

三、主要熱電效應

  1. 塞貝克效應
    溫度梯度導緻導體兩端産生電壓差,是熱電偶測溫的基礎。
  2. 珀爾貼效應
    電流通過不同導體接觸點時,接觸點會吸熱或放熱,應用于半導體制冷。
  3. 湯姆遜效應
    電流通過存在溫度梯度的導體時,導體吸收或釋放熱量。

四、應用領域


五、其他含義

在特定語境下,“熱電”也指火力發電,即通過燃燒燃料産生電能的方式。例如,傳統火力發電效率約為30-35%,餘熱可用于區域供暖。

如需進一步了解熱電效應的數學推導或具體應用案例,可參考熱電學相關教材或專業文獻。

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