摘 要：这篇文章简明介绍了有关熵的理论。在非平衡系统中的局域平衡下，把热力学中基本微分方程和能量守恒定律应用于热力学中的不可逆过程，得到不可逆过程中熵产生率的表达式，这个式子具备广泛性意义。然后叙述了温差电效应的基本内容，包含汤姆孙效应、珀尔帖效应和塞贝克效应。接着阐述温差电效应中这三个基本效应之间的相互联系。最后介绍了温差电效应研究在生活中的应用。65470

毕业论文关 键 词：熵函数，局域熵产生率，温差电效应  

Abstract: This article simply introduces the related theory of entropy. Under equilibrium local equilibrium in the system, the basic differential equations in thermodynamics, and the laws of conservation of energy is applied to the thermodynamics of irreversible process, and get the irreversible process of entropy generation rate expression, this formula has extensive significance. And then describes the basic contents of thermoelectric effect, contains the Thomson effect, Perle effet and Seebeck effect. Then in thermoelectric effect between the basic effect of the three interrelated. Finally this paper introduces the application of thermoelectric effect research in life.

Keywords: Entropy function，Local entropy production rate，thermoelectric effect

目   录

1  引言 5

2  熵函数的导出 5

2.1  熵函数 5

2.2  熵的意义 6

3  局域熵产生率的推导 6

4  温差电现象产生机理 9

4.1  汤姆孙效应 9

4.2  珀尔帖效应 10

4.3  塞贝克效应 10

4.4  三种效应的关系 11

5  温差电效应的应用 11

5.1  温度测量 12

5.2  温差发电及其应用 12

5.3  温差电制冷及其应用 13

结  论 14

参 考 文 献 15

致  谢 16

1  引言 

熵增加定律，即热力学第二定律的一种表述，这是自然界一个基本定律 。它对物理学、化学、生命科学和宇宙学等领域都有很大的影响。这个被爱因斯坦誉为整个科学的首要定律，自建立以来虽经100多年的研究，这个理论到今天为止能肯定的只有两种描述：一是不等式描述：在不可逆过程中孤立系统的熵只增加永不自动减少；二是不可逆热力学描述：熵产生率等于广义力与由其引起的广义流的标量积之和 。两者相比，第一个缺乏具体内容；另一个在物理内涵上虽然表示有内容，但却是唯象的，不能将物理量统一化简表示出来。在物理学上，一些重要的物理定律都能用定量的单项数学公式表达 。在不可逆过程中，对于处在非平衡状态下的系统，将热力学方法类比到非平衡状态，这种描述虽然复杂但对不可逆过程进行研究无疑是重要的和有意义的。

而温差电效应的研究是一门古老而又年轻的学科 ，它将温度差异和电压的产生两者相互联系起来了，被广泛应用于高温测量、温差发电以及温差电制冷等科学领域。第一个效应是在1832年被发现的，是由德国科学家塞贝克率先发现的，所以人们把这第一个效应称为塞贝克效应，它的发现就成为了温差发电技术的基础。1834年，法国科学家珀尔帖在实验中发现了温差电制冷，这一效应就是珀尔帖效应，也是塞贝克效应的逆效应。第三个汤姆孙效应是1856年由汤姆孙发现的。这三个效应就是温差电技术的基本效应。随着科学技术的飞速发展，人们发现愈来愈多的材料，然后把这些刚发现的材料应用到温差电技术的研究中，这就让这门既古老而又年轻的科学即温差电效应，像发光体一般，吸引大量的研究者们去探索，去挖掘。