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所属分类:热能设备
工业革命的标志是蒸汽机的改良,电力的广泛应用和电子计算机的发明和使用。工业革命 是以能源为中心,工业离不开能源。热机为工业提供了能源。热机的定义是各种利用内能 做功
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  工业革命的标志是蒸汽机的改良,电力的广泛应用和电子计算机的发明和使用。工业革命 是以能源为中心,工业离不开能源。热机为工业提供了能源。热机的定义是各种利用内能 做功的机械。克劳修斯对热机很有研究。空调属于刻板吗空调装备指哪些移机管子众少钱。正因为如此,他对热机,对热运动都有深刻的认 识。他在 1857 年《论热运动的形式》的论文,提出了气体动理论,得出了公式 P=n/V· R· T。 热机主要是利用气体动理论公式的高温,然后产生高压,能使热能向机械能的方向进行转 化。热机的特点必需有高温和高压,必需是热能转化为机械能。此两种设计显然是不属于 热机,首先是它不需要高温。其次,它不是热能直接转化为机械能。 热力学第二定律的开尔文的表述是:不可能制成一种循环动作的热机,从单一热源取热, 使之完全变为功而不引起其它变化。为此一些人就认为第二类永动机不能做成。这实在是 太牵强,太愚不可极了。热能直接转化为机械能,热机不能做成第二类永动机。就说第二 类永动机不能做成功。也就说热能转化为其它形式的能的设计都不能做成第二类永动机。 难道说热能就只能直接转化为机械能吗?必需要有高温吗?难道热能不能间接转化为机械 能吗?难道热能的转化不能在常温下进行吗?显然在克劳修斯的《论热运动的形式》的论 文中,在常温下,也可以利用热能。因为压强差的产生还与物质的量浓度有关。利用内能 还可以利用物质的浓度差。热机的特点必需要有高温,有热损失。热机又是热能直接转化 为机械能,有机械摩擦产生的热损失。物质温度的变化有一定的不可逆性。物质的浓度变 化也有一定的不可逆性。物质的浓度变化扩散做功是降温· 吸热的过程,热传递不是像热机 一样要有高温,会影响热能的转化,物质的浓度变化是促进热能的转化。 分析:图中,溶液的密度大于水的密度,渗透压与水的水势有关,也就是与溶质的浓 度有关,或者说与水的浓度差有关。上方半透膜,水产生的渗透压由下方半透膜和水提供; 下方半透膜,水产生的渗透压由上方的水和半透膜提供。由于溶质的浓度相等,上方半透 膜水产生的渗透压和下方半透膜水产生的渗透压相互抵消。即:两个半透膜产生的渗透压 强的和为 0。连通器原理有等式:e 水 g(h1+h2+h3)=e 水 gh2+elgh3+0。有 h1=(el-e 水)h3/e 水。因为 h1=(el-e 水)h3/e 水0,所以有左边的水高于左边的水。连通器原理推 出有高度差 h1。扩散:物质分子从高浓度区域向低浓度区域转移,直到均匀分布的现象。 扩散的速率与物质贩浓度梯度成正比。物质的扩散使物质浓度能均匀分布。即物质的浓度 平衡。此图涉及到三个平衡,物质的浓度平衡,液体的压强平衡和高度平衡。在三个平衡 的共同作用下,物质的浓度扩散有维持高度差的趋势。能做成永动机。 固体是靠振动来传递热量的,温度相同,则最外层电子的平均动能相同。温度决定了金 属最外层电子的平均动能,金属的电子的平均动能和金属电子挣脱原子核后成为自由电子 的平均动能不一样。这里要注意金属的最外层电子和金属形成的自由电子的区别。热电效 应包括五个效应。在其中汤姆逊效应的描述中,当温度不均匀时会产生热扩散,因此自由 电子从温度高端向温度低端扩散,在温度低端堆积起来,从而在电体内形成电场,在金属 棒两端形成一个电势差。汤姆逊效应讲的就是自由电子的速率不同产生了速率扩散。镁与 铝构成的原电池中,铝是负极,镁是正极。镁的金属性比铝强,它们的自由电子产生的速 率扩散,自由电子能向铝堆积,但是镁和铝的浓度比却是 2 比 3。在自由电子产生的浓度 扩散,自由电子能向镁堆积。从此处可以看出,不同金属能形成电场的原因是它们的自由 电子的速率扩散和浓度扩散。原电池中,不是金属与电解液直接反应,说明了先有电场, 再有化学反应。 原电池中,离子在溶液中能自由移动导电。离子在溶液中能自由移动能使正离子和电子 的浓度保持在一定范围;也能使金属离子能够第一时间离开金属,使电压稳定的输出。原 电池中,化学反应是连接电子导电和离子导电的纽带。可以想象如果电解液不是液态,离 子就不能移动,自然就不能形成原电池。 推论: 图中。不同金属与 P 型半导体两两相连,能形成原电池吗?用硅晶体进行蒸铝,得到 P 型半导体,再进行去铝,再在 P 型半导体上,电渡不同的金属,得到不同金属与 P 型半导 体两两相连。它与传统的原电池相比。相同点:不同金属的能形成电压,都能发生化学反 应。不同点:传统的原电池的反应物是金属与离子,它是金属与晶胞; 化学反应的数量也 不同;前者电解液是固态,后者 P 型半导体是固体。在电场的作用下:一个反应是金属能 与晶胞间接发生氧化还原反应;另下个反应是金属能与晶胞直接发生氧化还原反应。 P 型 半导体是固体,金属带正电就不像传统原电池那样会溶解,进入电解液。所以电洞导电与 自由电子导电必须要用两个化学反应进行连接。实际反应不止两个化学反应,从物质的变 化中讲只有两个化学反应。 那么二极管能构成原电池吗?二极管的制作要求:一般是先制成一种 N 型半导体,再在 这种类型的半导体上形成 P 型半导体。也就是说 P 型半导体和 N 半导体要在一起共同发挥 作用,才能有二极管的导通电压和反向击穿电压。只有 P 型半导体或只有 N 半导体,其中 一个是不能形成二极管的。二极管与图中的区别在于,前者 P 型半导体的连接是 N 型半导 体,后者 P 型半导体的连接是金属。在电场的作用下,电洞移动是受限制的,是和电流有 关的。在二极管中带负电的晶胞的电子来不及输送,晶体中的电子是共价键不是金属中的 金属键,电子会滞留在晶胞中,使 N 半导体带正电。最终形成电场,产生了 PN 结,有了导 通电压。金属中没有 N 半导体的金刚石结构,在电洞来不及输送的时候,复合电子能漂移, 从而不能形成 PN 结,形成电场,产生导通电压。或者说形成的 PN 结很窄,导通电压可以 忽略不计。在图中,只有 P 型半导体。固没有导通电压(或者说有可以忽略不计的导通电 压)和反向击穿电压,不是二极管,而是具有新型结构,两个化学反应和能形成物质循环 的新型原电池。此设计也是永动机。浓度的变化,能使热能转化为其它形式的能。但是利 用物质扩散做成永动机也不是那么容易的。要找到除此之外的其它设计是非常困难的。自 然界水的循环是天然的,更为复杂的永动机。 热能的利用_高三理化生_理化生_高中教育_教育专区。热能的转化方式,公式P=n/V·R·T,有两种,一种是利用高温产生压强差,一种是利用高浓度产生压强差。分别对应速度扩散和浓度扩散。热机是利用的高温,热机是不能做永动机的。此文设计是利用速度扩散和浓度扩散,但与热机最主要区别是能在常温下,利用热能,热能不是直接转化为机械能。