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热机实验报告
热机实验
热机实验是研究热机和热泵的效率，这是一个最近几年刚开发出来的较新颖的热学实验，对有关热学知识的掌握和理解，直接影响到本实验的成败。最好具有热力学三个定律、卡诺循环等知识准备。
预备知识
1、热力学三定律。
2、卡诺循环和卡诺热机。
3、半导体制冷方面的知识。
实验目的
1、了解半导体热电效应原理和应用，测量热泵的实际效率和卡诺效率。
2、在热机模式下确定帕尔帖器件的实际效率，计算帕尔帖的内电阻和热机效率。
3、测量热泵的性能系数。
4、通过测量和计算，比较负载和内阻，选定最佳效率下的最佳负载。
实验原理
热力学第一定律是对能量守恒和转换定律的一种表述方式。热力学第一定律指出，热能可以从一个物体传递给另一个物体，也可以与机械能或其他能量相互转换，在传递和转换过程中，能量的总值不变。
热力学第二定律
1、表述：不可能从单一热源吸取热量，使之完全变为有用功而不引起其它变化。
2、表述：不可能使热量从低温物体传向高温物体而不引起其它变化。
或者：
①热不可能自发地、不付代价地从低温传到高温。(不可能使热量由低温物体传递到高温物体,而不引起其他变化,这是按照热传导的方向来表述的)
②不可能从单一热源取热，把它全部变为功而不产生其他任何影响
热力学第三定律是对的论述，一般当封闭系统达到稳定时，熵应该为最大值，在任何过程中，熵总是增加，但理想气体如果是等温可逆过程熵的变化为零，可是实际并不存在，所以现实物质中，即使是等温可逆过程，系统的熵也在增加，不过增加的少。在，任何完美的熵为零；称为热力学第三定律。
卡诺循环(Carnot Cycle)包括两个等温过程和两个绝热过程，理想气体体系在经历这四个过程后回到原点。在循环过程中每一步都是可逆的。
1、热机原理(卡诺正循环)
2、热泵原理（卡诺逆循环）
热传导
热机模式下最佳负载的选择
实验内容与数据
1、测量热机效率
实际效率 ， 卡诺效率
卡诺效率和热效率数据处理表 ()
冷端
热端
负载
实际效率
卡诺效率
加热
档位
TC
(K)
TH
(K)
VH
(V)
IH
(A)
PH
(W)
Vw
(V)
Pw
(W)
(%)
(%)
1
299．15
302．95
%
%
2
299．15
312．65
%
%
3
299．25
322．95
%
%
4
299．55
333．15
%
10%
5
299．55
342．65
%
12%
2、对热机效率测量值进行修正
在有负载和无负载下对应参数
低温端
TC (℃)
高温端
有负载
Vw (V)
无负载
Ｖs(V)
TH (℃)
VH (V)
IH (A)
有负载
无负载
内阻为
调整效率为
调整效率和卡诺效率之间的百分误差：
偏差＝
实际效率
式中