第九章 相变_电子教案白
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124课 题 第五章 电器及用电技术 第一节 电光转换电器 第二节 电热转换电器课 型 新课 授课班级授课时数2教学目标1.熟悉常用电光源的种类。
2.了解各种光电转换电器。
3.了解各种电热转换电器。
教学重点1.光电转换电器。
2.电热转换电器。
教学难点电-光、光-电转换电器的工作原理。
学情分析教学效果教后记新课A、引入电能之所以成为当今人类社会所利用的最主要的能源,其主要原因之一就是电能容易转换成其他形式的能源而便于人们利用。
B、新授课第一节电光转换电器电光转换电器最主要最普遍的是各种电光源。
目前常用电光源可分为热辐射光源和气体放电光源两大类。
一、热辐射光源热辐射光源结构简单,所需附件较少,价格便宜,缺点是电源被动对其寿命和发光效率影响很大。
热幅射光源主要有白炽灯和卤钨灯(包括碘钨灯和溴钨灯)。
1.白炽灯白炽灯的灯丝是由钨丝制成的,绕成单旋或双螺旋状,通过电流灯丝被加热达3 600 ℃左右的白炽灯状态而发光。
白炽灯常用的有插口和螺口两种,如图所示。
使用时应注意将相线接到螺口灯泡顶部的电极上,并选用与电源电压相符的白炽灯。
2.卤钨灯卤钨灯的发光原理与白炽灯相同。
二、气体放电光源气体放电光源是利用气体放电辐射发光的原理,相对于热辐射而言,气体放电发光效率较高,寿命长,受电源电压波动的影响较大;但缺点是控制电路较复杂,件多,价格相对较高。
1.荧光灯荧光灯是一种低压汞放电灯具,其灯管两端有一个密封的电极(见下图),灯管内充有低压汞蒸气及少量帮助启燃的氩气,灯管内壁涂有一层荧光粉。
当灯管通电灯丝加热到一定温度时发射电子,电子在电场的作用下逐渐达到高速碰撞汞原子,使其电离产(结合生活实例讲解)(讲解发光原理和其优缺点)(实物展示)(对比热辐射光源进行介绍)(结合实物或图片讲解)125生紫外线,紫外线激励管壁上的荧光粉使之发出大量可见光。
因为荧光灯发出的光接近于自然光,因此也称为日光灯。
与白炽灯相比较,荧光灯发光效率高(比白炽灯高5倍)且寿命长,缺点是功率因数较低,还存在频闪效应(即灯光随电流的周期性变化而频繁闪烁),容易使人产生错觉。
第九章相变过程内容提要在一定条件(温度、压力或特定的外场等)下,物质将以一种与外界条件相适应的聚集状态或结构形式存在,这种形式就是相。
相变是指在外界条件发生变化的过程中,物相于某一特定的条件下(或临界值时)发生突变。
突变可以体现为:(1)从一种结构变化为另一种结构,例如气相、液相和固相间的相互转变,或在固相中不同晶体结构或聚集状态之间的转变;(2)化学成分的不连续变化,例如固溶体的脱溶分解或溶液的脱溶沉淀;(3)某些物理性质突变,如顺磁体-铁磁体转变,顺电体-铁电体转变,正常导体-超导体转变等,反映了某一种长程有序相的出现或消失;又如金属-非金属转变,液态-玻璃态转变等,则对应于构成物相的某一种粒子(电子或原子)在两种明显不同的状态(如扩展态与局域态)之间的转变。
上述三种变化可以单独地出现,也可以两种或三种变化兼而有之。
如脱溶沉淀往往是结构与成分的变化同时发生,铁电相变则总是和结构相变耦合在一起的,而铁磁相的沉淀析出则兼备三种变化。
相变在无机材料领域中十分重要。
例如陶瓷、耐火材料的烧成和重结晶,或引入矿化剂控制其晶型转化;玻璃中防止失透或控制结晶来制造各种微晶玻璃;单晶、多晶和晶须中采用的液相或气相外延生长;瓷釉、搪瓷和各种复合材料的熔融和析晶;以及新型铁电材料中由自发极化产生的压电、热释电、电光效应等都可归之为相变过程。
相变过程中涉及的基本理论对获得特定性能的材料和制订合理工艺过程极为重要,目前已成为研究无机材料的重要课题。
相变理论要解决的问题是:(1)相变为何会发生?(2)相变是如何进行的?前一个问题的热力学答案是明确的,但不足以解决具体问题,有待于微观理论将一些参量计算出来。
后一个问题的处理则涉及物理动力学(physical kinetics)、晶格动力学、各向异性的弹性力学,乃至于远离平衡态的形态发生(morphogenesis)。
这方面的理论还处于从定性或半定量阶段向定量阶段过渡的状态。
第九章相变(phase transition)⏹9.0相、相变、相平衡的概念⏹9.1单元系一级相变的普遍特征⏹9.2气液相变⏹9.3克拉珀龙方程(Clapeyron equation)⏹*9.4临界温度很低的气体的液化⏹9.5范德瓦尔斯等温线对比物态方程⏹9.6固液相变⏹9.7固气相变三相图(triple phase diagram)⏹*9.8同素异晶的转变9.0相、相变、相平衡的概念⏹许多物质都是以固、液、气三种聚集态存在着,它们在一定的条件下可以平衡共存,也可以互相转变。
⏹相(phase):没有外力作用下,物理和化学性质完全相同,成分完全相同的均匀物质的状态称为相⏹例:常见的气体只有一个相,⏹常见的液体只有一个相,⏹但是,能呈液晶的纯液体有两个相:液相、液晶相,低温下的液氦有两个相:氦I、氦II⏹常见的固体有多个相,如:碳有三个相、冰有七个相、相变的概念:物质在压强、温度等外界条件不变的情况下,从一个相转变为另一个相的现象称为相变。
则:相变过程就是物质结构发生突然变化的过程,因而常伴随有某种物质性质的突然变化。
例:一种物质固态液态:固液相变,一种物质液态气态:液气相变,一种物质固态气态:固气相变,固态:一种晶体结构另一种晶体结构同素异晶相变正常导体超导体( 超导相变)液氦:氦I 氦II(超流相变)⏹单元复相系:单元指的是单一物质,复相指的是有两个以上的相。
⏹在冰和水的组成系统中,冰是一个相,水是一个相,共有两个相,冰和水组成的系统就是单元复相系。
⏹酒精可以溶解于水,水和酒精的混合物只是一个相。
⏹纯金属是单元系,合金是多元系。
⏹固体可以有多种不同的相,如金刚石和石墨是碳的两个固相。
冰有七个固相。
⏹单元复相系:单元指的是单一物质,复相指的是有两个以上的相。
⏹在冰和水的组成系统中,冰是一个相,水是一个相,共有两个相,冰和水组成的系统就是单元复相系。
⏹酒精可以溶解于水,水和酒精的混合物只是一个相。
⏹纯金属是单元系,合金是多元系。