Temperatura elektrik we ýylylyk geçirijiligine täsir edýärmi?
Elektrikgeçirijiyýaly duresasy parametrfizika, himiýa we häzirki zaman in engineeringenerçilik ugurlarynda möhüm ugurlary eýeleýän,ýokary göwrümli önümçilikden ultra takyk mikroelektronika çenli. Onuň wajyp ähmiýeti, sansyz elektrik we ýylylyk ulgamlarynyň öndürijiligine, netijeliligine we ygtybarlylygyna gönüden-göni baglanyşygyndan gelip çykýar.
Bu jikme-jik ekspozisiýa arasyndaky çylşyrymly gatnaşyklara düşünmek üçin giňişleýin gollanma bolup hyzmat edýärelektrik geçirijiligi (σ), ýylylyk geçirijiligi(κ)we temperatura (T). Mundan başga-da, adaty geçirijilerden başlap, ýöriteleşdirilen ýarymgeçirijilerden we kümüş, altyn, mis, demir, erginler we rezin ýaly dürli material synplarynyň geçirijilik häsiýetlerini yzygiderli öwreneris, bu teoretiki bilimler bilen hakyky dünýädäki amaly goşundylaryň arasyndaky boşlugy aradan aýyrýar.
Bu okalandan soň, size berk we nuansly düşünje berlerofthetemperaturanyň, geçirijiligiň we ýylylygyň gatnaşygy.
Mazmuny:
1. Temperatura elektrik geçirijiligine täsir edýärmi?
2. Temperatura ýylylyk geçirijiligine täsir edýärmi?
3. Elektrik we ýylylyk geçirijiliginiň arasyndaky baglanyşyk
4. Geçirijilik vs hlorid: esasy tapawutlar
I. Temperatura elektrik geçirijiligine täsir edýärmi?
"Temperatura geçirijilige täsir edýärmi?" takyk jogap berilýär: Hawa.Temperatura elektrik we ýylylyk geçirijiligine möhüm, materiallara bagly täsir edýär.Elektrik geçirijisinden datçigiň işleýşine çenli möhüm in engineeringenerçilik programmalarynda, temperatura we geçirijilik gatnaşygy komponentleriň işleýşini, netijelilik çäklerini we amaly howpsuzlygy talap edýär.
Temperatura geçirijilige nähili täsir edýär?
Temperaturany üýtgetmek arkaly geçirijiligi üýtgedýärnähili aňsatelektron ýa-da ion ýaly zarýad göterijiler ýa-da ýylylyk materialdan geçýär. Täsir materiallaryň her görnüşi üçin dürli-dürli. Ine, nähili işleýändigi, aýdyň düşündirilişi ýaly:
1.Metallar: temperaturanyň ýokarlanmagy bilen geçirijilik peselýär
Metalshli metallar adaty temperaturada aňsat akýan erkin elektronlaryň üsti bilen geçirilýär. Gyzdyrylanda metalyň atomlary has güýçli titreýär. Bu yrgyldylar päsgelçilikler ýaly hereket edýär, elektronlary dargatýar we akymyny haýalladýar.
Hususan-da, temperaturanyň ýokarlanmagy bilen elektrik we ýylylyk geçirijiligi yzygiderli peselýär. Otagyň temperaturasynyň golaýynda geçirijilik peselýär1 ° C ýokarlanmak üçin 0.4%.Munuň tersine,80 ° C ýokarlananda,metallar ýitýär25-30%asyl geçirijiliginden.
Bu ýörelge senagat gaýtadan işlemekde giňden ulanylýar, mysal üçin yssy gurşaw simlerde howpsuz tok kuwwatyny peseldýär we sowadyş ulgamlarynda ýylylygyň ýaýramagyny peseldýär.
2. Ondarymgeçirijilerde: geçirijilik temperatura bilen ýokarlanýar
Ondarymgeçirijiler materialyň gurluşyna berk bagly elektronlardan başlaýar. Pes temperaturada tok götermek üçin az adam hereket edip biler.Temperaturanyň ýokarlanmagy bilen ýylylyk elektronlara erkin we akym üçin ýeterlik energiýa berýär. Näçe ýyly bolsa, şonça-da zarýad göterijiler elýeterli bolar,geçirijiligini ep-esli ýokarlandyrýar.
Has içgin manyda cinduktiwlik birden ýokarlanýar, adaty diapazonlarda her 10-15 ° C-de iki esse köpelýär.Bu ortaça ýylylyk bilen işlemäge kömek edýär, ýöne gaty yssy bolsa (artykmaç syzmak) meselelere sebäp bolup biler, meselem, ýarymgeçiriji bilen gurlan çip ýokary temperaturada gyzdyrylsa, kompýuter çöküp biler.
3. Elektrolitlerde (Batareýalarda suwuklyklar ýa-da jeller): ýylylyk bilen geçirijilik ýokarlanýar
Käbir adamlar temperaturanyň elektrik geçirijilik erginine nähili täsir edýändigi bilen gyzyklanýar we ine şu bölüm. Elektrolitler ionlary erginiň üstünden geçirýär, sowuk bolsa suwuklyklary galyň we ýalta edýär, netijede ionlaryň haýal hereketine sebäp bolýar. Temperaturanyň ýokarlanmagy bilen bir hatarda suwuklyk az ýelmeýär, şonuň üçin ionlar has çalt ýaýraýarlar we zarýady has netijeli göterýärler.
Umuman aýdanyňda, geçirijilik 1 ° C üçin 2-3% ýokarlanýar, hemme zat ýakynlaşýar. Temperatura 40 ° C-den ýokary ýokarlananda, geçirijilik ~ 30% peselýär.
Bu ýörelgäni hakyky dünýäde tapyp bilersiňiz, batareýalar ýaly ulgamlar ýylylykda has çalt zarýad alýar, ýöne aşa gyzsa, zeper ýetmek howpy bar.
II. Temperatura ýylylyk geçirijiligine täsir edýärmi?
Malylylyk geçirijiligi, ýylylygyň bir materialyň üsti bilen aňsatlyk bilen hereket etmeginiň ölçegi, adatça gaty jisimlerde temperaturanyň ýokarlanmagy bilen peselýär, özüni alyp barşy materialyň gurluşyna we ýylylygyň geçirilişine baglylykda üýtgeýär.
Metallarda ýylylyk esasan erkin elektronlaryň üsti bilen akýar. Temperaturanyň ýokarlanmagy bilen atomlar has güýçli titreýärler, bu elektronlary dargatýarlar we ýollaryny bozýarlar, bu bolsa materialyň ýylylygy netijeli geçirmek ukybyny peseldýär.
Kristal izolýatorlarda ýylylyk, fononlar diýlip atlandyrylýan atom titremelerinden geçýär. Higherokary temperatura bu yrgyldylaryň güýçlenmegine sebäp bolup, atomlaryň arasynda ýygy-ýygydan çaknyşmagyna we ýylylyk geçirijiliginiň düşmegine sebäp bolýar.
Emma gazlarda tersine ýüze çykýar. Temperaturanyň ýokarlanmagy bilen molekulalar has çalt hereket edýärler we ýygy-ýygydan çaknyşýarlar, çaknyşyklaryň arasynda energiýa has täsirli geçirilýär; şonuň üçin ýylylyk geçirijiligi ýokarlanýar.
Polimerlerde we suwuklyklarda temperaturanyň ýokarlanmagy bilen birneme gowulaşmak bolýar. Armyly şertler molekulýar zynjyrlaryň has erkin hereket etmegine we ýapyşyklygyny azaltmaga mümkinçilik berýär, bu bolsa ýylylygyň materialdan geçmegini aňsatlaşdyrýar.
III. Elektrik we ýylylyk geçirijiliginiň arasyndaky baglanyşyk
Malylylyk geçirijiligi bilen elektrik geçirijiliginiň arasynda baglanyşyk barmy? Bu sorag hakda gyzyklanyp bilersiňiz. Aslynda elektrik we ýylylyk geçirijiliginiň arasynda berk baglanyşyk bar, ýöne bu baglanyşyk diňe metallar ýaly materiallaryň käbir görnüşleri üçin manyly.
1. Elektrik we ýylylyk geçirijiliginiň arasyndaky berk baglanyşyk
Arassa metallar üçin (mis, kümüş we altyn ýaly) ýönekeý düzgün ulanylýar:Eger material elektrik geçirmäge gaty ökde bolsa, ýylylygy geçirmäge-de gaty ökde.Bu ýörelge elektron paýlaşma hadysasyna esaslanýar.
Metallarda elektrik we ýylylyk, esasan, şol bir bölejikler bilen geçirilýär: erkin elektronlar. Şonuň üçin ýokary elektrik geçirijiligi käbir ýagdaýlarda ýokary ýylylyk geçirijiligine eltýär.
Üçintheelektrikakym,naprýa .eniýe ulanylanda, bu erkin elektronlar elektrik zarýadyny alyp, bir tarapa hereket edýärler.
Bu barada aýdylandatheýylylykakymy, metalyň bir ujy yssy, beýlekisi sowuk we şol bir erkin elektronlar yssy sebitde has çalt hereket edýärler we energiýa (ýylylygy) sowuk sebite çalt geçirýärler.
Bu umumy mehanizm, eger bir metalda köp ykjam elektron bar bolsa (ony ajaýyp elektrik geçirijisi edýär), bu elektronlar resmi taýdan beýan edilen täsirli “ýylylyk göterijiler” hökmünde çykyş edýär.theWiedemann-FranzKanun.
2. Elektrik we ýylylyk geçirijiliginiň arasyndaky gowşak gatnaşyk
Elektrik we ýylylyk geçirijiliginiň arasyndaky baglanyşyk, dürli mehanizmler bilen zarýad we ýylylyk göterilýän materiallarda gowşaýar.
| Material görnüşi | Elektrik geçirijiligi (σ) | Malylylyk geçirijiligi (κ) | Düzgüniň şowsuzlygynyň sebäbi |
| Izolýatorlar(meselem, rezin, aýna) | Örän pes (σ≈0) | Pes | Elektrik götermek üçin mugt elektron ýok. Atylylyk diňe göterilýäratom yrgyldylary(haýal zynjyr reaksiýasy ýaly). |
| Ondarymgeçirijiler(meselem, Silikon) | Orta | Orta we ýokary | Elektronlaryň we atom titremeleriniň ikisi hem ýylylygy göterýär. Temperaturanyň sanyna täsir etmeginiň çylşyrymly usuly, ýönekeý metal düzgünini ygtybarsyz edýär. |
| Göwher | Örän pes (σ≈0) | Örän ýokary(world dünýäde öňdebaryjy) | Göwheriň erkin elektronlary ýok (izolýator), ýöne gaty berk atom gurluşy atom titremelerine ýylylygy geçirmäge mümkinçilik berýärgaty çalt. Bu iň meşhur mysal, materialyň elektrik togunyň kesilmegi, ýöne termiki çempion. |
IV. Geçirijilik vs hlorid: esasy tapawutlar
Elektrik geçirijiligi we hlorid konsentrasiýasy hem möhüm parametrlerdirsuwuň hiliniň derňewi, düýbünden başga häsiýetleri ölçýärler.
Geçirijilik
Geçirijilik çözgüdiň elektrik toguny geçirmek ukybynyň ölçegidir. Menölçeýärerän ionlaryň umumy konsentrasiýasypololyitel zarýadly ionlary (kationlary) we otrisatel zarýadly ionlary (anionlary) öz içine alýan suwda.
Hlorid ýaly ähli ionlar (Cl-), natriý (Na)+), kalsiý (Ca)2+), bikarbonat we sulfat, umumy geçirijilige goşant goşýar msantimetr mikroSiemens (µS / sm) ýa-da millimetr milliSiemens (mS / sm) bilen üpjün edilýär.
Geçirijilik çalt, umumy görkezijiofJemiEredilen gaty jisimler(TDS) we umumy suw arassalygy ýa-da duzlulygy.
Hlorid konsentrasiýasy (Cl-)
Hloridiň konsentrasiýasy diňe erginde bar bolan hlorid anionynyň belli bir ölçegidir.Ölçeýärdiňe hlorid ionlarynyň massasy(Cl-) häzirki wagtda köplenç natriý hlorid (NaCl) ýa-da kalsiý hlorid (CaCl) ýaly duzlardan alynýar2).
Bu ölçeg titrlemek (mysal üçin, Argentometrik usul) ýa-da ion saýlaýjy elektrodlar (ISE) ýaly aýratyn usullary ulanmak arkaly amala aşyrylýar.litr üçin milligramda (mg / L) ýa-da milliona bölek (ppm).
Hlorid derejesi senagat ulgamlarynda (gazanlar ýa-da sowadyjy diňler ýaly) poslama potensialyna baha bermek we agyz suw üpjünçiliginde duzlulygyň girmegine gözegçilik etmek üçin möhümdir.
Gysgaça aýdylanda, hlorid geçirijilige goşant goşýar, ýöne geçirijilik hloride mahsus däl.Hloridiň konsentrasiýasy artsa, umumy geçirijilik ýokarlanar.Şeýle-de bolsa, umumy geçirijilik artsa, bu hloridiň, sulfatyň, natriniň ýa-da beýleki ionlaryň birleşmesiniň köpelmegi sebäpli bolup biler.
Şonuň üçin geçirijilik peýdaly barlag guraly bolup hyzmat edýär (meselem, geçirijilik pes bolsa, hlorid pes bolmagy mümkin), ýöne poslama ýa-da kadalaşdyryjy maksatlar üçin hloride gözegçilik etmek üçin maksatly himiki synag ulanylmaly.
Iş wagty: Noýabr-14-2025