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汤姆森效应

时间:2021-07-15 来源:eisar.com.cn 作者:月夜星空文库网

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  本词条由“科普中国”科学百科词条编写与应用工作项目

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  汤姆森效应(英语:Thomson effect):将一根导线通恒定电流,由于导线有电阻而发热。再将这根带电的导线的某小局部加热;使它产生温度梯度。这根导线就在原有发热的基础上,出现吸热或放热的现象。

  中文名

  汤姆森效应

  外文名

  Thomson effect

  领 域

  机械工程

  现 象

  导线有电阻而发热

  1

  简介

  2

  温度梯度

  3

  热电效应

  4

  帕尔帖效应

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  汤姆森效应(英语:Thomsoneffect):将一根导线通恒定电流,由于导线有电阻而发热。再将这根带电的导线的某小局部加热;使它产生温度梯度。这根导线就在原有发热的基础上,出现吸热或放热的现象。吸热或放热要由恒定电流的方向和导线热梯度的方向而决定。这种现象称为汤姆森效应。汤姆森效应不在开始时均匀温度的通电流导体中出现。汤姆森效应是英国物理学家威廉·汤姆森于1854年发现的。

  一个金属(或半导体)材料的帕尔帖系数并不是一个定值,也会随着温度而改变。在一个具有温度梯度的导体中,每个位置都可以视为是具有不同帕尔帖系数的材料。当电流通过时,不同的位置会各自产生帕尔帖效应,造成局部的吸热或放热。由于金属的热导率较高,这些局部的吸收或放出的热能会分散至整个导体,因而造成导体整体的吸热或放热。 吸热或放热要由恒定电流的方向和导线热梯度的方向而决定。这种现象称为汤姆森效应。汤姆森效应不在开始时均匀温度的通电流导体中出现。汤姆森效应是英国物理学家威廉·汤姆森于1854年发现的。

  [1]

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  温度梯度(英语:Temperature Gradient),是描述温度在特定的区域环境内最迅速的变化会向何方向,以及是何种速率的物理量。温度梯度是一维的数量,单位是度/每单位长度(在特定的温度范围内),以SI单位是每米K(K/m)。

  在大气层的温度梯度在大气科学(气象、气候学及相关领域)中是很重要的。

  不同地区之间的空气温度差异对天气预报与气候至关重要。行星表面对太阳光的吸收增强了温度梯度,其结果造成对流(云形成的主要过程,经常与降水相关联)。相似的,在全球和年度的基础上,大气(和海洋)的动力学可以被理解为试图通过极地和赤道的温度差异极大的冷空气和暖空气(包括水)在广大的区域重新配置。

  天气图是温度梯度在水平方向上可以达到较高数值的地区,这些是具有相当明显属性气团之间的边界。

  [1]

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  热电效应(英语:Thermoelectric effect)是一个由温差产生电压的直接转换,且反之亦然。简单的放置一个热电装置,当他们的两端有温差时会产生一个电压,而当一个电压施加于其上,他也会产生一个温差。这个效应可以用来产生电能、测量温度,冷却或加热物体。因为这个加热或制冷的方向决定于施加的电压,热电装置让温度控制变得非常容易。

  一般来说,热电效应这个术语包含了三个分别经定义过的效应,赛贝克效应(Seebeck effect,由Thomas Johann Seebeck发现 。)、帕尔帖效应(Peltier effect,由Jean-Charles Peltier发现。),与汤姆森效应(Thomson effect,由威廉·汤姆孙发现)。在很多教科书上,热电效应也被称为帕尔帖-塞贝克效应(Peltier–Seebeck effect)。它同时由法国物理学家让·查尔斯·佩尔蒂(Jean Charles Athanase Peltier)与爱沙尼亚裔德国物理学家托马斯·约翰·塞贝克(Thomas Johann Seebeck)分别独立发现。 还有一个术语叫焦耳加热,也就是说当一个电压通过一个阻抗物质上,即会产生热,它是多少有关系的,尽管它不是一个普通的热电效应术语(由于热电装置的非理想性,它通常被视为一个产生损耗的机制)。帕尔帖-塞贝克效应与汤姆孙效应是可逆的,但是焦耳加热不可逆。

  [2]

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  传统上有时称帕尔贴效应是塞贝克效应,但此说法并不严谨。

  与塞贝克效应不同,帕尔贴效应可以产生在两种不同金属的交界面,或者一种多相材料的不同相界间,也可以产生在非匀质导体的不同浓度梯度范围内。

  当对上述三种材料嵌入回路中并施加电流时,金属1会对金属2或相1对相2,或浓度点C1与C2间)产生放热或吸热反应。

  帕尔帖效应即为塞贝克效应的反效应,即当在两种金属回路中加入电源产生电势后,不同的金属接触点会有一个温差。

  [2]

  参考资料

  1.

  A.11 Thermoelectric effect" Eng.fsu.edu.2002-02-01.

  2.

  Daniel D.Pollock. A-2 Thermoelectric phenomena. CRC Handbook of Thermoelectrics. 1995 by CRC Press LLC

相关文库:战争诗(23)祝枝山(23)五仙观(24)

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