现在有了热量 , 只需要做一件事了 , 那就是把热能转化为电能 , 怎么转化呢?利用热电效应 。
早在1821年 , 德国物理学家塞贝克就发现了“温差发电效应” , 当时塞贝克将两种不同的导线连接在了一起 , 然后对其中的一根导线进行加热 , 结果发现接近这组导线的指南针发生了转动 , 而原因就是这组导线产生了电压 , 进而产生了电流和磁场 。
塞贝克虽然发现了温差可以发电 , 但对于温差为什么能够发电 , 并没有完全弄懂 , 而现在我们已经弄懂了它的内在原理 , 所使用的材料也早已换成了更为高效的半导体材料 , 那么温差发电的原理到底是怎样的呢?首先我们要从温度的本质说起 , 所谓温度就是物体内部粒子运动速度的快慢 , 粒子运动速度越快 , 温度就越高 , 反之温度则越低 , 而粒子的运动是不会完全停止的 , 所以绝对零度也是无法实现的 。
明白了温度的本质 , 就可以说说温差发电了 , 我们将一块半导体材料放置在两片金属之间 , 然后对一片金属进行加热 , 会发生什么呢?
受热一面的半导体材料内部粒子运动速度会加快 , 而另一面的粒子运动速度没有变化 , 所以运动速度快的粒子会朝向运动速度慢的粒子移动 , 很快 , 大量的粒子挤到了冷的一边 , 如果我们假设这些粒子带有负电 , 那么此时这块半导体材料也就带有负电了 , 这就是温差发电的内在原理 , 可见将热能转化为电能是一件比较容易的事情 。 所以装载在航天器上的核电池就是利用放射性原子的衰变产生热量 , 再利用温差发电原理将热能转化为电能 , 从而为航天器上设备提供能源 。 当然 , 目前所使用的核电池不过是一种过渡性质的能源设备 , 如果人类想要进一步探索宇宙深空 , 还需要为航天器配备更强大的能源系统才行 。
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