Global EE

Тепловые Явления — Задание 18 ОГЭ по физике №00006234

Задание №18. Текстовая Качественная Задача

Тепловые Явления

№2. Задание 18

ID: 00006234

Термоэлементы

Рассмотрим цепь, составленную из проводников, изготовленных из разных металлов (см. рис.). Если места спаев металлов находятся при одной температуре, то тока в цепи не наблюдается. Положение станет совершенно иным, если мы нагреем какой-нибудь из спаев, например, спай a. В этом случае гальванометр показывает наличие в цепи электрического тока, протекающего все время, пока существует разность температур между спаями a и b.

Рисунок к заданию 18 ОГЭ по физике — Тепловые Явления

Значение силы тока, протекающего в цепи, приблизительно пропорционально разности температур спаев. Направление тока зависит от того, какой из спаев находится при более высокой температуре. Если спай a не нагревать, а охлаждать (поместить, например, в сухой лед), то ток потечет в обратном направлении.

Описанное явление было открыто в 1821 г. немецким физиком Зеебеком и получило название термоэлектричества, а всякую комбинацию проводников из разных металлов, образующих замкнутую цепь, называют термоэлементом.

Важным применением металлических термоэлементов является их использование для измерения температуры. Термоэлементы, используемые для измерения температуры (так называемые термопары), обладают перед обычными жидкостными термометрами рядом преимуществ: термопары можно использовать для измерения как очень высоких (до 2000 °C), так и очень низких температур. Более того, термопары дают более высокую точность измерения температуры и гораздо быстрее реагируют на изменение температуры.

Какое преобразование энергии происходит в термоэлементе? Ответ поясните.

Источник: ФИПИ

Решение

Дано:

Термоэлемент (термопара) — устройство, состоящее из двух разнородных проводников, спаи которых находятся при разных температурах.

Найти:

какое преобразование энергии происходит в термоэлементе ⠀

Решение:

В термоэлементе реализуется термоэлектрический эффект (эффект Зеебека). При нагреве одного спая термопары температура этого спая увеличивается, то есть возрастает внутренняя (тепловая) энергия свободных электронов в проводниках. Разность температур между горячим и холодным спаями создаёт разность концентраций свободных носителей заряда, что порождает ЭДС — термоэлектрическую разность потенциалов. В замкнутой цепи возникает электрический ток. Таким образом, внутренняя (тепловая) энергия горячего спая преобразуется в энергию электрического тока (электрическую энергию). $$\Delta U_\text{внутр} \rightarrow W_\text{электр} \quad (\text{эффект Зеебека})$$

Ответ

тепловая энергия преобразуется в электрическую

Видеоразбор

Другие задания по теме «Тепловые Явления» (8)