Температура электр һәм җылылык үткәрүчәнлегенә тәэсир итәме?

Электрүткәргечyатөп параметрфизика, химия һәм заманча инженериядә, төрле өлкәләрдә зур тәэсирләр алып,югары күләмле җитештерүдән ультра төгәл микроэлектроникага кадәр. Аның мөһим әһәмияте аның турыдан-туры бәйләнешеннән, сансыз электр һәм җылылык системаларының эшләвенә, эффективлыгына, ышанычлылыгына бәйле.

Бу җентекле экспозиция арасындагы катлаулы мөнәсәбәтләрне аңлау өчен тулы кулланма булып хезмәт итәэлектр үткәрүчәнлеге (σ), җылылык үткәрүчәнлеге(κ), һәм температура (Т). Моннан тыш, без системалы рәвештә төрле материал классларының үткәрүчәнлек тәртибен өйрәнәчәкбез, гадәти үткәргечләрдән алып махсус ярымүткәргечләргә һәм изоляторларга, мәсәлән, көмеш, алтын, бакыр, тимер, эремәләр, каучук кебек теоретик белемнәр белән реаль дөнья сәнәгате кушымталары арасындагы аерманы каплыйбыз.

Бу укуны тәмамлагач, сез нык, нуанс аңлау белән җиһазланырсызof.әр сүзнеңтемператураның, үткәрүчәнлекнең, җылылыкның бәйләнеше.

Эчтәлек:

1. Температура электр үткәрүчәнлегенә тәэсир итәме?

2. Температура җылылык үткәрүчәнлегенә тәэсир итәме?

3. Электр һәм җылылык үткәрүчәнлеге арасындагы бәйләнеш

4. Condткәрүчәнлек vs хлорид: төп аермалар

I. Температура электр үткәрүчәнлегенә тәэсир итәме?

"Температура үткәрүчәнлеккә тәэсир итәме?" төгәл җавап бирелә: Әйе.Температура электрга да, җылылык үткәрүчәнлегенә дә критик, материалга бәйле йогынты ясый.Электр тапшыруыннан сенсор эшенә кадәр критик инженер кушымталарында температура һәм үткәрү бәйләнеше компонентларның эшләвен, эффективлык чикләрен, оператив куркынычсызлыкны күрсәтә.

Температура үткәрүчәнлеккә ничек тәэсир итә?

Температура үткәрүчәнлекне үзгәртәничек җиңелэлектрон яки ион кебек корылма йөртүчеләр, яки җылылык материал аша хәрәкәт итәләр. Эффект материалның һәр төре өчен төрле. Менә ничек эшләве, ачык аңлатылганча:

1.Металлар: температураның күтәрелүе белән үткәрүчәнлек кими

Барлык металллар да гадәти температурада җиңел агып торган ирекле электроннар аша үткәрәләр. Atedылытылганда, металл атомнары тагын да көчәя. Бу тибрәнүләр киртәләр кебек эш итә, электроннарны тарата һәм аларның агымын акрынайта.

Аерым алганда, температура күтәрелү белән электр һәм җылылык үткәрүчәнлеге тотрыклы төшә. Бүлмә температурасы янында үткәрүчәнлек гадәттә төшә° 1 ° C күтәрелү өчен .4 0,4%.Киресенчә,80 ° C арту булганда,металл югалта25-30%аларның оригиналь үткәрүчәнлеге.

Бу принцип сәнәгать эшкәртүендә киң кулланыла, мәсәлән, кайнар мохит чыбыкларда куркынычсыз ток сыйдырышлыгын киметә һәм суыту системаларында түбән җылылык таратуны киметә.

2. Ярымүткәргечләрдә: үткәрүчәнлек температура белән арта

Ярымүткәргечләр материал структурасында тыгыз бәйләнгән электроннардан башлана. Түбән температурада ток йөртү өчен бик аз кеше хәрәкәт итә ала.Температура күтәрелгәч, җылылык электроннарга ирекле һәм агым өчен җитәрлек энергия бирә. Theылынган саен, зарядлы йөртүчеләр күбрәк була,үткәрүчәнлекне зурайту.

Күбрәк интуитив сүзләр белән әйткәндә, виндуктивлык кискен күтәрелә, гадәттә 10-15 ° C типик диапазонда икеләтә.Бу уртача җылылыкта эшләргә булыша, ләкин артык кайнар булса (артык агып китү), мәсәлән, ярымүткәргеч белән төзелгән чип югары температурада җылытылса, компьютер ватылырга мөмкин.

3. Электролитларда (Батарейкалардагы сыеклыклар яки гельләр): җылылык белән үткәрүчәнлек яхшыра

Кайбер кешеләр температураның электр үткәрүчәнлеге эремәсенә ничек тәэсир итә, һәм монда бу бүлек. Электролитлар ионнарны эремә аша үткәрәләр, салкыннар сыеклыкларны калын һәм ялкауландыралар, нәтиҗәдә ионнарның әкрен хәрәкәтенә китерәләр. Температураның күтәрелүе белән беррәттән, сыеклык азрак ябыштырыла, шуңа күрә ионнар тизрәк таралалар һәм корылманы эффективрак йөртәләр.

Гомумән алганда, үткәрүчәнлек 1 ° C өчен 2-3% ка арта, ә барысы да якынлаша. Температура 40 ° C-тан артканда, үткәрүчәнлек ~ 30% ка төшә.

Сез бу принципны реаль дөньяда таба аласыз, батарейкалар кебек системалар җылылыкта тизрәк зарядка ясыйлар, ләкин артык кызып китсәләр зыян китерергә мөмкин.

II. Температура җылылык үткәрүчәнлегенә тәэсир итәме?

Rылылык үткәрүчәнлеге, җылылык материал аша ничек җиңел хәрәкәтләнә, гадәттә каты катламнарда температура күтәрелү белән кими, тәртип материалның структурасына һәм җылылык үткәрү рәвешенә карап үзгәрә.

Металларда җылылык, нигездә, ирекле электроннар аша ага. Температура күтәрелгәч, атомнар тагын да көчлерәк тибрәнәләр, бу электроннарны тараталар һәм аларның юлын бозалар, бу материалның җылылыкны эффектив күчерү мөмкинлеген киметә.

Кристалл изоляторларында җылылык телефон дип аталган атом тибрәнүләре аша бара. Higherгары температура бу тибрәнүләрнең көчәюенә китерә, атомнар арасында еш бәрелешләргә һәм җылылык үткәрүчәнлегенең ачык төшүенә китерә.

Ләкин газларда киресенчә була. Температура күтәрелгәч, молекулалар тизрәк хәрәкәт итәләр һәм ешрак бәрелешәләр, бәрелешләр арасындагы энергияне эффективрак күчерәләр. Шуңа күрә җылылык үткәрүчәнлеге арта.

Полимерларда һәм сыеклыкларда температураның күтәрелүе белән бераз яхшырту гадәти. Armылы шартлар молекуляр чылбырларның иркен хәрәкәт итүенә һәм ябышлыгын киметергә мөмкинлек бирә, җылылык материал аша үтүне җиңеләйтә.

III. Электр һәм җылылык үткәрүчәнлеге арасындагы бәйләнеш

Rылылык үткәрүчәнлеге белән электр үткәрүчәнлеге арасында бәйләнеш бармы? Сез бу сорау турында уйланырга мөмкин. Чынлыкта, электр һәм җылылык үткәрүчәнлеге арасында нык бәйләнеш бар, ләкин бу бәйләнеш металл кебек кайбер материаллар өчен мәгънәле.

1. Электр һәм җылылык үткәрүчәнлеге арасында нык бәйләнеш

Чиста металллар өчен (бакыр, көмеш, алтын кебек) гади кагыйдә кулланыла:Әгәр дә материал электр үткәрүдә бик оста булса, җылылык үткәрүдә дә бик оста.Бу принцип электрон бүлешү феноменына нигезләнеп дәвам итә.

Металларда электр да, җылылык та бер үк кисәкчәләр белән йөртелә: ирекле электроннар. Шуңа күрә югары электр үткәрүчәнлеге кайбер очракларда югары җылылык үткәрүчәнлегенә китерә.

Өчен.әр сүзнеңэлектрагым,көчәнеш кулланылганда, бу ирекле электроннар электр корылмасы күтәреп бер юнәлештә хәрәкәт итәләр.

Бу килгәндә.әр сүзнеңҗылылыкагым, металлның бер очын кайнар, икенчесен салкын, һәм шул ук ирекле электроннар кайнар төбәктә тизрәк хәрәкәт итәләр һәм әкрен электроннарга бәрелә, энергияне (җылылыкны) салкын төбәккә тиз күчерәләр.

Бу уртак механизм шуны аңлата: әгәр металл бик күп мобиль электрон булса (аны искиткеч электр үткәргеч итеп ясый), ул электроннар шулай ук ​​эффектив "җылылык йөртүче" булып эшлиләр, бу рәсми рәвештә сурәтләнә..әр сүзнеңВайдеман-ФранцЗакон.

2. Электр һәм җылылык үткәрүчәнлеге арасындагы зәгыйфь бәйләнеш

Электр һәм җылылык үткәрүчәнлеге арасындагы бәйләнеш төрле механизмнар белән корылма һәм җылылык алып барган материалларда зәгыйфьләнә.

IV. Condткәрүчәнлек vs хлорид: төп аермалар

Электр үткәрүчәнлеге дә, хлорид концентрациясе дә мөһим параметрларсу сыйфатын анализлау, алар төрле үзенчәлекләрне үлчәләр.

Ucткәрүчәнлек

Ucткәрүчәнлек - чишелешнең электр токын тапшыру сәләте. Минtбарлык эретелгән ионнарның гомуми концентрациясеуңай корылган ионнарны (катионнарны) һәм тискәре корылган ионнарны (анионнарны) үз эченә алган суда.

Барлык ионнар, мәсәлән, хлорид (Кл^-), натрий (Na⁺), кальций (Ca.²⁺), биарбонат, һәм сульфат, гомуми үткәрүчәнлеккә өлеш кертә ммикроСименс сантиметрда (µS / см) яки миллиСименс сантиметрда (mS / см) җиңеләйтелгән.

Ucткәрүчәнлек тиз, гомуми күрсәткечofБарлыгыЭретелгән каты(TDS) һәм гомуми су чисталыгы яки тозлылыгы.

 Хлорид концентрациясе (Кл^-)

Хлорид концентрациясе - эремәдә булган хлорид анионын гына үлчәү.Бухлорид ионнары гына(Кл^-) хәзерге вакытта, еш кына натрий хлорид (NaCl) яки кальций хлорид (CaCl) кебек тозлардан алынган₂).

Бу үлчәү титрация кебек махсус ысуллар ярдәмендә башкарыла (мәсәлән, Аргентометрик ысул) яки ион-сайлап алынган электродлар (ISE)литрына миллиграммада (мг / Л) яки миллионга өлешләр (ppm).

Хлорид дәрәҗәсе сәнәгать системаларында коррозия потенциалын бәяләү өчен (казан яки суыту манаралары кебек) һәм эчә торган су белән тәэмин итүдә тозлы булуын күзәтү өчен бик мөһим.

Кыскасы, хлорид үткәрүчәнлеккә ярдәм итә, ләкин үткәрүчәнлек хлоридка хас түгел.Хлорид концентрациясе артса, гомуми үткәрүчәнлек артачак.Ләкин, гомуми үткәрүчәнлек артса, бу хлорид, сульфат, натрий яки башка ионнарның кушылуы аркасында булырга мөмкин.

Шуңа күрә үткәрүчәнлек файдалы тикшерү коралы булып хезмәт итә (мәсәлән, үткәрүчәнлек түбән булса, хлорид түбән булырга мөмкин), ләкин хлоридны коррозия яки көйләү максатларында махсус контрольдә тоту өчен, максатчан химик тест кулланырга кирәк.