Bài 28. Động cơ nhiệt

Bắt đầu




I. Mục đích, yêu cầu
Kiến thức cơ bản:

Học sinh hiểu thí nghiệm về pin nhiệt điện, suất điện động của pin nhiệt điện, bản chất của dòng nhiệt điện, ứng dụng của pin điện.
Kỹ năng:
Phân tích để thấy được bản chất của dòng nhiệt điện.
Trở lại
Tiếp tục
II. Trọng tâm bài giảng:
Bản chất của dòng nhiệt điện và nguyên nhân xuất
hiện suất nhiệt điện động.
III. Đồ dùng dạy học:
Bộ thí nghiệm về pin nhiệt điện gồm: Điện kế nhạy, một cây nến, 3 dây dẫn kim loại khác nhau: đồng, côngxtantan, thép.
Trở lại
Tiếp tục
Dòng nhiệt điện
Kiểm tra bài cũ
Trả lời: Dòng điện trong kim
loại là dòng các electrôn tự
do chuyển dời có hướng dưới tác
dụng của điện trường ngoài.

Câu hỏi:
Nêu bản chất của dòng
điện trong kim loại?
Chúng ta đã biết một số nguồn điện nhỏ như pin hoá học, ắc qui.Hôm nay chúng ta sẽ biết thêm một nguồn điện nhỏ nữa được thiết kế từ kim loại. Đó là pin nhiệt điện hay còn gọi là cặp nhiệt điện. Bài học của chúng ta hôm nay là bài :
1 . Cặp nhiệt điện, suất nhiệt điện động
* Thí nghiệm:
+Dụng cụ:
-2 dây dẫn kim loại khác nhau về bản chất
-Một cây nến
-Một điện kế
-Một cốc nước đá đang tan
+Sơ đồ thí nghiệm:
Tiến hành thí nghiệm:
Khi t1= t2
? kim điện kế không lệch.
Khi t1 ? t2
? kim điện kế bị lệch.
+ Kết quả:
Kim bị lệch, chứng tỏ có dòng điện chạy qua
đoạn dây. Dòng điện này gọi là dòng nhiệt điện.
Từ thí nghiệm ta rút ra kết luận gì?
o
o mA
t1
t2
Cu
Cu
Côngxtantan
Tại sao lại xuất hiện suất nhiệt điện động?
Do đốt một đầu mối hàn và một
đầu để trong nước đá đang tan
Nếu tôi bỏ cốc nước đá ra thì sao?
Kim vẫn lệch nhưng không lớn
Nếu tôi đốt một đầu mối hàn thì sao?
Kim điện kế lệch nhưng không lớn
Nếu bây giờ tôi đốt mối
hàn còn lại thì sao?
Kim điện kế từ từ
trở về vị trí số 0
Tôi bỏ ngọn nến ở mối
hàn thứ hai thì sao?
Kim điện kế lệch ngược lại
Từ các thí nghiệm trên
ta rút ra điều gì?
Dòng nhiệt điện phụ thuộc vào sự chênh
lệch nhiệt độ giữa hai mối hàn
Thay dây côngxtantan bằng dây thép,
em hãy quan sát và cho nhận xét?
Kim vẫn lệch nhưng không lớn bằng cặp nhiệt điện đồng và côngxtantan
Vậy suất nhiệt điện động còn phụ
thuộc vào yếu tố gì nữa?
Suất nhiệt điện động còn phụ thuộc vào
bản chất của dây dẫn.
- Cặp nhiệt điện là gì?

- Dòng nhiệt điện là gì?.
- Cặp nhiệt điện là dụng cụ được cấu tạo gồm 2 dây kim loại khác nhau hàn tiếp xúc với nhau thành mạch kín.
- Dòng nhiệt điện là dòng điện xuất hiện trong cặp nhiệt điện, khi ta giữ 2 mối hàn của cặp nhiệt điện ở những nhiệt độ khác nhau.
- Suất nhiệt điện động là suất điện động gây nên dòng nhiệt điện.
- Đặc điểm của suất nhiệt điện động :
+ Sự chênh lệch nhiệt độ giữa hai mối hàn.
+ Bản chất của hai kim loại tạo nên cặp nhiệt điện.
- Suất nhiệt điện động là gì?

- Suất nhiệt điện động có đặc điểm gì?

2. Giải thích sự xuất hiện của suất nhiệt điện động.
a. Hiệu điện thế tiếp xúc
-Xét 2 thanh kim loại A, B khác nhau hàn tiếp xúc ở một đầu, giả sử mật độ electron tự do nA > nB.
-Khi cho A tiếp xúc với B có sự khuếch tán electron từ A sang B và từ B sang A (do chuyển động nhiệt)

Tại sao suất nhiệt điện động lại xuất hiện khi có
sự chênh lệch nhiệt độ giữa hai mối hàn, để biết
được điều này ta tìm hiểu vấn đề sau:
Có hiện tượng gì xảy ra khi
cho A và B tiếp xúc với nhau?
A B
+ - + + - + + - + + + + - + + - +
+ + - +- + + + - + + + - + + + - +
- - -
- - - - - - - -
- -
- - - - - -
- -
+ - + - + - + + - + - + + -
+- + + + - + + - + + - +
++ ++++++++++
- -
- - - - - - - -
Sự khuếch tán không đồng đều này dẫn
đến hiện tượng gì xảy ra với 2 thanh,
và tại chỗ tiếp xúc của 2 thanh?
- Điện trường này có tác dụng như thế nào đối với sự khuếch tán electrôn từ A sang B?.
-Dòng electron khuếch tán từ A sang B lớn hơn từ B sang A (vì nA>nB )
Dẫn đến thanh kim loại A tích điện dương còn B tích điện âm. Tại chỗ tiếp xúc xuất hiện điện trường E (hướng từ A sang B)
- Điện trường này tăng dần lên, ngăn cản sự khuếch tán electron từ A sang B, tăng cường sự khuếch tán electron từ B sang A
A B
+ - + + - + + - + + + + - + + - +
+ + - +- + + + - + + + - + + + - +
- - -
- - - - - - - -
- -
- - - - - -
- -
+ - + - + - + + - + - + + -
+- + + + - + + - + + - +
++ ++++++++++
- -
- - - - - - - -
E
-Khi có sự cân bằng động giữa hai thanh kim loại xác định một hiệu điện thế, gọi là hiệu điện thế tiếp xúc .
-Nếu nối hai đầu còn lại của 2 thanh thành một mạch kín.
+ Khi nhiệt độ hai chỗ tiếp xúc bằng nhau thì hiệu điện thế tiếp xúc ở hai chỗ tiếp xúc cũng có trị số bằng nhau nhưng trái dấu nên không có dòng điện .
Hiện tượng gì sẽ xảy ra
nếu giữ hai mối hàn ở
nhiệt độ như nhau?
A


B
+ + +
+ + +
- - -
- - -
i=0
Hình vẽ
t1
t2=t1
+
A +
V1 +

- -
- B -
- -

+
+ A
+ V2=V1
G
Hình vẽ
t1
t2=t1
Nếu nhiệt độ ở hai chỗ tiếp xúc
khác nhau, giả sử t2>t1 thì sao?
Khi nhiệt độ khác nhau thì hiệu điện thế tiếp xúc giữa hai mối hàn sẽ khác nhau, trong mạch có suất điện động có trị số bằng hiệu điện thế tiếp xúc nên xuất hiện dòng điện .
A


B
+ + +
+ + + +
+ + +
- - -
- - - -
- - - -
i
Hình vẽ
Dòng điện có chiều như thế nào?
t1
t2>t1
- -
- B -
- -
-
+
A +
V1 +
+
+ A
+
+ V2>V1
G
i
Hình vẽ
Bản chất của dòng nhiệt điện là gì?
- Bản chất của dòng nhiệt điện là dòng các electron tự do chuyển dời có hướng.
t1
t2>t1
3. ứng dụng của cặp nhiệt điện
a, Dùng làm nguồn điện.
- Thông thường để có suất điện động đủ lớn người ta thường ghép nối tiếp nhiều cặp nhiệt điện thành bộ.
Hiện nay thường dùng cặp nhiệt điện bán dẫn( có suất điện động rất lớn).
Để có suất điện động đủ
lớn người ta làm thế nào?
b. Dùng để đo nhiệt độ :
Dựa vào suất nhiệt điện động (hay dòng nhiệt điện) đo được tương ứng trên cặp nhiệt điện ta có thể xác định được nhiệt độ của mối hàn. Thông thường trên bảng chia độ của milivôn kế hoặc miliampe kế đã ghi sẵn giá trị của nhiệt độ tương ứng.
Dựa vào tính chất nào ta có thể
dùng cặp nhiệt điện để đo nhiệt độ
mV
A
B
Đây là cặp nhiệt điện dùng để đo nhiệt độ lò
Với thí nghiệm này nếu tôi đốt ở giữa dây côngxtantan thì trong mạch có dòng điện không?
Tại sao trong những mạch điện có dòng điện (có nối với ampe kế ) khi ngắt điện, kim ampe kế sẽ trở ngay về vị trí số 0 còn trong thí nghiệm về pin nhiệt điện, khi tắt ngọn lửa nến kim điện kế lại từ từ trở về vị trí số 0?
Trong pin nhiệt điện năng lượng nào biến thành điện năng?

Các em về suy nghĩ và
trả lời câu hỏi sau

Trong bài học hôm nay các em cần nắm được các vấn đề sau:
Hiểu thí nghiệm về pin nhiệt điện,
Dòng nhiệt điện là gì, suất nhiệt điện động và đặc điểm của suất nhiệt điện động.
Giải thích được sự xuất hiện của suất nhiệt điện động.
ứng dụng của cặp nhiệt điện vào trong đời sống
Hôm nay bài học chúng
ta kết thúc ở đây, chúc
các em học bài tốt