1.
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综合实践活动——研究半导体冰箱和家用冰箱的区别
【任务与要求】研究两种冰箱的制冷原理，了解相关的应用。
【设计与实施】
任务一：研究家用冰箱的制冷原理，同学们发现家用冰箱通过制冷剂在冰箱内汽化吸热，再通过冰箱外的压缩机使其液化放热，实现持续循环工作。
任务二：了解半导体冰箱的制冷原理。如图甲，直流电通过两种不同导电材料构成的回路时，结点A、B产生吸热或放热的现象，称为帕尔贴效应。研究表明，电流方向决定了热量传输方向，单位时间的发热量或制冷量Q的多少与电流I的大小成正比，即 ， 其中
称为“帕尔贴系数”，吸热时
为正值，放热时
为负值。这一现象在半导体发现后才得以广泛使用，工程师设计出如图乙的传热装置，将P型、N型半导体与铜片及铜导线连成一个回路，通电后，连接P型和N型半导体上端铜片变冷，下端变热；为了取得更好的制冷或制热效果，实际制冷或制热设备是把多对PN型半导体按图丙连接起来。
【交流与评价】两种制冷设备的比较
设备 | 制冷原理 | 制冷范围 | 冰箱容积 | 电源类型 |
家用冰箱 | 汽化吸热 | 可达到20℃ | 200-400L | 交流 |
半导体冰箱 | 帕尔贴效应 | 最多低于环境20℃ | <100L | 直流 |
(1)
将食物放在电冰箱内，通过的方式使其内能；
(2)
图甲中，电流以图示方向流动时结点A为冷端，电流反向流动时则为热端。若提供电流周期性变化的电源，如图丁所示，则结点B处的
图像符合的是______。
A.
B.
C.
D.
(3)
半导体冰箱的原理如图乙，为增加制冷或制热的效果，实际应用中采用的是图丙所示的多对PN型半导体，其连接方式是；生产时应将（选填“冷端”或“热端”）的绝缘层置于冰箱内；若做成一个制热的温箱，实现的方法是；
(4)
图丙电路中，直流电源的电压为12V，工作电阻为4Ω时，在热端每秒释放出18J的热量，则帕尔贴系数
的绝对值大小为，其单位为；
(5)
根据你的分析，你认为半导体制冷可能存在的缺点是。
B.
C.
D.
【考点】
热传递改变物体内能;
半导体特点及作用;
欧姆定律及其应用;