文档介绍：热机实验
热机实验是研究热机和热泵的效率,这是一个最近几年刚开发出来的较新颖的热学实验,对有关热学知识的掌握和理解,直接影响到本实验的成败。最好具有热力学三个定律、卡诺循环等知识准备。
预备知识
1、热力学三定律。
2、卡诺循环和卡诺热机。
3、半导体制冷方面的知识。
实验目的
1、了解半导体热电效应原理和应用,测量热泵的实际效率和卡诺效率。
2、在热机模式下确定帕尔帖器件的实际效率,计算帕尔帖的内电阻和热机效率。
3、测量热泵的性能系数。
4、通过测量和计算,比较负载和内阻,选定最佳效率下的最佳负载。
实验原理
热力学第一定律是对能量守恒和转换定律的一种表述方式。热力学第一定律指出,热能可以从一个物体传递给另一个物体,也可以与机械能或其他能量相互转换,在传递和转换过程中,能量的总值不变。
热力学第二定律
1、开尔文表述:不可能从单一热源吸取热量,使之完全变为有用功而不引起其它变化。
2、克劳修斯表述:不可能使热量从低温物体传向高温物体而不引起其它变化。
或者:
①热不可能自发地、不付代价地从低温传到高温。(不可能使热量由低温物体传递到高温物体,而不引起其他变化,这是按照热传导的方向来表述的)
②不可能从单一热源取热,把它全部变为功而不产生其他任何影响
热力学第三定律是对熵的论述,一般当封闭系统达到稳定平衡时,熵应该为最大值,在任何过程中,熵总是增加,但理想气体如果是等温可逆过程熵的变化为零,可是理想气体实际并不存在,所以现实物质中,即使是等温可逆过程,系统的熵也在增加,不过增加的少。  在绝对零度,任何完美晶体的熵为零;称为热力学第三定律。
卡诺循环(Carnot Cycle)包括两个等温过程和两个绝热过程,理想气体体系在经历这四个过程后回到原点。在循环过程中每一步都是可逆的。
1、热机原理(卡诺正循环)
2、热泵原理(卡诺逆循环)
热传导
热机模式下最佳负载的选择
实验内容与数据
1、测量热机效率
实际效率, 卡诺效率
卡诺效率和热效率数据处理表()
冷端
热端
负载
实际效率
卡诺效率
加热
档位
TC
(K)
TH
(K)
VH
(V)
IH
(A)
PH
(W)
Vw
(V)
Pw
(W)
(%)
(%)
1

%
%
2

%
%
3

%
%
4

%
10%
5

%
12%
2、对热机效率测量值进行修正
在有负载和无负载下对应参数
低温端
TC (℃)
高温端
有负载
Vw (V)
无负载
Vs(V)
TH (℃)
VH (V)
IH (A)
有