「无限能源搅拌杯」倒热水自动搅拌,能量从哪来?(上)

作者: admin 分类: 科学 发布时间: 2021-09-27 14:56

        各位同学大家好,我是李永泽老师。最近呢有个小朋友买的一个神奇的杯子,这个神奇的杯子呢只要倒入热水,它就会自动搅拌,不需要电池。这样我们冲咖啡呢就非常的方便。这个小朋友就问我说这个能量是从哪儿来的呢?在这个小朋友的帮助下,我成功的搞到了这个杯子,我们一起来看一下它的实验。大家看这就是这个神奇的杯子,外观看起来跟普通杯子也没有什么区别呢。

        但是呢它里面呢有一个像胶囊一样的搅拌器。然后我们来看一看,假如我把热水倒到这个杯子里,会发生什么。大家看这个胶囊呢旋转了起来,也带动了这个水呢转动了起来。但是这个杯子好像完全是不用电的,他的胶囊为什么会转起来呢?很显然呢,这个杯子呢肯定有一个能量的来源。那么这个能量来源呢是因为我们倒入热水产生的,所以我们有理由怀疑呢,这是一种利用热量来进行发电的装置,我们称之为热电效应。今天呢就来给大家介绍一下热电效应以及它的应用。热电效应。

        这件事最早发现呢是在1822年左右,由一个德国的科学家名字叫赛贝克。在备课最早发现的。啊,所以我们称这个效应,也称为塞贝克效应。这备课呢他做了这样一个实验啊,用两个金属让他们两头相接啊,就是这是一个金属,这是另外一个金属啊,他们两头相接。上面这个金属呢,比如可能是铜的啊,下面这个金属呢是B。这样两种材料,并且呢这两个接头让他温度不一样,那一端呢是比较冷的。

        另外一端呢我们用火去加热,它比较热啊,在这个时候他发现了什么现象能发现呢?如果我们在底下放一个小磁铁的话。这个小词典呢就会旋转就会旋转啊,说这个小磁铁为什么旋转呢?塞贝克就说了,说那是因为吧,在这种情况下,他会产生磁场啊就是产生磁性。对吧,所以呢塞贝克给他起了个名字叫热磁效应热磁效应。但是呢他认为啊这个热词效应的产生是因为呢在冷热不同的情况下,这个金属被磁化了。不过呢他就没有办法解释为什么。假如我把这两个金属中间断开,就不会有这种效应发生。那么后来呢奥斯特啊、丹麦的物理学家奥斯特等人重新呢又研究了这个问题。奥斯特,我们知道他最早发现了电流可以产生磁场。

        所以呢他把这个现象啊结合到自己的电流产生磁场的理论。就告诉大家说这个东西啊不是热,使得这个金属磁化,而是什么呢?而是热。首先产生了这个电流,而这个电流又产生了磁场。所以给他起个名字叫热电效应。热电效应啊,就是我们这个热量啊可以变成什么呀?可以变成电啊,可以把热量变成电的一个效应。

        那么为什么会产生这个效应呢?这个理论呢?研究了啊将近200年的时间,人们到现在还在研究这个理论,先寻找更好的材料啊,我们呢来简单的介绍一下热电效应到底是因为什么原理产生的。首先呢他第一个原因我们称之为温差变动式温差电动势啊,温差电动式。什么叫温差电动式呢?我们看啊,假如我们拿出一个金属棒呢啊我们知道金属棒啊,它里边有这个晶格正电荷,还有这个垫子是负电荷,对吧?电子呢每个部位都有每个部位都有。但是呢如果我把金属棒上的两端放在冷热不同的位置上,比如说这一端比较冷,而这一端比较热,那会出现什么效果呢?热的这一端呢,这个电子运动呢比较剧烈,所以他向外围扩散能力比较强。而冷的这一端呢,像外边扩散能力比较弱,对吧?所以呢右端的电子活性特别高,它就会四处扩散,那就会扩散到左端,对不对?所以有一部分电子就会往左边跑,跑到左端来。这样一来左端怎么样做端,这个垫子就多了,对吧?这电子多了之后会怎么样?电子租了之后啊,整个左端就会带负电。

        而右端因为缺少电子,所以他就会带政变,这样一来就形成了一个电池的这么一个效果,对吧?那么我们可以把它等效成一个电池啊,等效成一个电池呢。是长这个样子,这个右端呢是电池的正极,左端呢是电池的负极,二者之间呢就有一个电视插UE,这就就是所谓的温差电动势啊,那么这个uv大小跟什么有关?第一个是跟两端的温度有关,左边是温度。T右边温度T2跟温度有关。第二呢是跟这种金属的材料有关。甲如果把两个不同材料的金属这么头尾都相接,会有什么效果呢?他就形成了一个电池的。联会形成这样的一个效果。

        那么底下呢也有一个电视差叫U2,这个U2也是跟温度差以及金属种类有关的。虽然说这两个电池吧,他们的温度差是一样的,但是金属种类也不一样,所以U1和U2还是不一样。假如说啊假如说U2比UE要大,那会有什么效果?整个这个电路啊就会形成逆时针的一个电流。那当然如果U1比U2的话,就顺时针的一个电流,对不对?所以呢热就可以生电,这就是第一个现象啊,叫温差电动式。那么除了这个电动势以外啊,还有另外一种形式的电动式,我们称之为接触电动式。啊,接触电动势接触电动势这个原理呢比温差电动势要复杂一些啊,咱们来说说是什么意思。就是说那假如我们把两个金属啊。

        把他们接到一块儿,这是两个不同的金属啊,A和B这两种不同的金属接到一块。那么在他们的交界面上都会有电子,对不对?都会有。院子啊都会有电子,而且呢这个电子啊他为什么不跑出金属呢?是因为啊其他的金额吸引他,他跑不出来啊跑不出来。但是如果你给电子一定的能量,他就能跑出来,所以说明什么呢?这就说明啊假如我们认为一个自由。的电子,他的能量是零的话,那么你在金属里面你的能量其实不到0,你到底你就跑出来了,你的能量其实是负的。比如说左边这个A呀,电子在里边看能量就是负的右边这个B电子在里边能量也是负的。但是因为金属的不同,所以虽然这两个电子啊在这个金属里面能量都是负的,但他付的程度不一样。我们假设啊比如说一一这个它更低一些。能量更低,而一二这个能量较高。相相比于这个意义啊,他稍微高一点。

        这样一来呢右边的这个金属它的电子能量比较高,比A要搞。所以他有可能会怎么样。就有可能会扩散到A中去啊扩散到A中去。这样一来呢,A里面他就多了电子,于是就会带上什么店,带上负电。而B里面呢他少了电子,所以就会带上政变,对不对?因此在接触的这个地方就会产生什么产生电视差,这个我们就称之为接触电动势啊。那么这个接触电动式呢,我们也可以把它等效成电池。我们看啊就说两个。这个两个这个金属啊两个金属,这两个金属呢,他们在接触的部位啊,一个是冷的温度,是T11个热的温度是T2,他都会有接触电动势啊,这个地方形成一个电池,这是正题,这负极。这也是一个电池,这正题这儿负极两边分别有电压,U1和U2。啊,按说呢如果只是两种不同金属呦,一和U2是相等的。

        但是这个电视厂还跟温度有关。你温度不一样的时候,他UE和2也不一样,所以就会造成啊比如说U2比较大吧,它又会形成一个什么样的电流啊,这样电流对不对?好,那么这两种电动式合到一块就构成了什么?就构成了热点效应啊,这个座位。的塞贝克效应。所以电路中就会有电流。那假如我们用一个电压表去测呢,就会出现电压。最开始呢人们研究是这种现象的时候啊,发现这个电压不太大,利用起来不是很容易啊。那么有科学的去研究说怎样的一个材料才能更容易让我们利用这个电流呢?

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