1821年，德国物理学家托马斯•约翰•塞贝克发现，当给连接在一起的不同金属加热时，就会产生电流，这一现象被称为塞贝克效应，这也是热电偶的基本原理。之后，在1834年，法国物理学家让•查尔斯•帕尔帖发现了塞贝克效应的逆效应，根据电流的流向，连接在一起的金属会吸热或放热。这种热电转换器被称为帕尔帖元件。本热效率实验仪是以帕尔帖元件为核心构建的。热机效率实验仪可以作为热机或热泵使用，当它作为一个热机使用时，从高温热源发出来的热量会使帕尔贴元件两端产生电压，这个电压可以驱动一个负载电阻来做功，在热机的实验中可以测出热机的实际效率并且可以将其与理论最大效率相比。热机能将燃料的化学能转化成内能再转化成机械能，常见的应用有蒸汽机、汽轮机、燃气轮机、内燃机、喷气发动机等，对促进生产力发展和社会进步起到了巨大的作用。
本实验在着重培养学生的动手操作能力、数据处理能力，分析问题和解决问题能力基础上，把实验物理知识和技术在实际中的应用，尤其是同学们关注的科学、技术发展的新领域、新应用和社会发展热点问题，引入课堂教学，引导同学们将自身的学习、发展与国计民生密切联系，激发同学们的时代责任感。例如介绍热机的物理意义时，延申到热机原理是发动机制造的基础，以航空发动机涡扇10的设计为例，说明热机原理在航空航天应用上的重要性。
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