د مټلې د گرمۍ لپاره چمتوون: چې څو موادونه څخه ګرما په څومره کیږي

د حرارتیه هغواکیت د موادو د دې پېښې او بلې ترمنځ د حرارت چیرې کولو خصوصیت دی چې مواد نه لاندې ورته کیدای شي. دا د موادو ساختار، ترکیب او درجه له اړه ده. د دې مقالې کې، ما د فلزونو د حرارتیه هغواکیت تمرکز کوو، چې د غیرحرکتي او حرارتیه هغواکیت او لوی چپې دار دي.

د فلز په څه دې؟

فلز داسې مواد دی چې د بلوری ساختار لري، که د اتم د یو روتینه الگو کې جوړ شوي دي. د اتمونو د هسته د دې پیرودونکي اتمونو د چنګال د هسته سره بند شوي دي. په هرصورت، ډېری اتمونه د بلنده کې چنګال دی چې په فلز کې ټوله دی او د برقی چيرې او حرارتیه انرژی چیرې کولی شي.

د فلزونو د ډېر خوب خصوصیتونه شته، مثلاً لوی چپې، دنډې، کنډې، روشنۍ او تابعیت. دا هم د برقي او حرارتیه چیرې کولو لپاره خوب دی، چې دا دا معنی کوي چې دا د انرژی چیرې کولو لپاره موثر او زړه کار کوي.

د فلزونو کې د حرارت چیرې کول څه دې؟

د حرارت چیرې کول د دې عمل دی چې د حرارتیه انرژی د لوی درجې ترمنځ د کم درجې ترمنځ چیرې کېږي. د حرارت چیرې کول لپاره سه اصلي ډولونه شته: د حرارت چیرې کول، د حرارت چیرې کول او تابش.

د حرارت ترڅو د ټولنې چارواکونه کې د پروانۍ یوه ډول دی، چیرې چې حرارت د اتم یا مولکولو لخوا د مستقیم برخه کې تیریږي. د چورنۍ د حرارت ترڅو د چارواکونه کې د مایعاتو یا ګازونو کې راځي، چیرې چې حرارت د مایعاتو یا ګازونو مولکولو لخوا د حرکت کې تیریږي. د شعاعیه د حرارت ترڅو د چارواکونه کې د الکترومغناطیسی ویوونو لخوا راځي، مثلاً د نور یا فروسرخ شعاعیې.

د لوړو کې د حرارت ترڅو په عمده توګه د پروانۍ لخوا راځي، ځکه چې لوړونه ټولنې دي او بیلابیل آزاد الکترونونه لري. د آزاد الکترونونو په ګډه لوړ کې غیر منظم طور ته ژمکیږي او په لوړ کې د بل اترې یا اتمونو سره برخه کوي، د جنبشیې او حرارتیې انرژي ترلاسه کوي. چېرته چې لوړ ډېر آزاد الکترون لري، د همدې لوړ د حرارت ترڅو بیلابیل زیات دی.

څو عوامل لوړونو د حرارت ترڅو تأثیر کوي؟

لوړونو د حرارت ترڅو په څو عواملو لخوا پراختیا کېږي، مثلاً:

• د آزاد الکترونونو ډول او عدد: لوړونه چې ډېر آزاد الکترون لري، د حرارت ترڅو بیلابیل زیات لري، ځکه چې هغوی ډېر حرارتیه انرژي لرونکي کوي. مثالاً، چاپر د لوړونو کې د حرارت ترڅو بیلابیل زیات دی، پسې چې مس او طلا دی.

• د اتمي وزن او حجم: لوړونه چې سنگین او لوی اتمونه لري، د حرارت ترڅو بیلابیل کمه دی، ځکه چې هغوی دامنه ښکیلې او آزاد الکترونونو د حرکت لپاره مواندي کوي. مثالاً، چمپ یې د لوړونو کې د حرارت ترڅو بیلابیل کمه دی.

• د کریستال ساختار او خرابیونه: لوړونه چې د کریستال ساختار ډېر منظم او ضاغط دی، د حرارت ترڅو بیلابیل زیات دی، ځکه چې هغوی د الکترونونو د حرکت لپاره کمه مواندي لري. مثالاً، د کیوبیک ساختار لوړونه د حرارت ترڅو بیلابیل زیات دی چې د هگزګونه ساختار لوړونه. خرابیونه مثلاً د غیر صافیو، خالیو، یا ناپایداریو لخوا د الکترونونو د حرکت لپاره مواندي کوي.

• د درجه حرارت: لوړونو د حرارت ترڅو د درجه حرارت لخوا مختلف ډولونه پراختیا کېږي. د پاک لوړونو او آلیاژونو کې د حرارت ترڅو په عمده توګه د آزاد الکترونو لخوا (الکترونیکی ترڅ) راځي. د درجه حرارت زیاتیدو سره د آزاد الکترونونو او شبکې د جنبشونو عدد زیاتیږي. پسې چې لوړونو د حرارت ترڅو د درجه حرارت زیاتیدو سره کمیږي. د دیوالکونو او نیم موصلونو کې د حرارت ترڅو په عمده توګه د شبکې د جنبشونو لخوا (فونونیکی ترڅ) راځي. د درجه حرارت زیاتیدو سره د شبکې د جنبشونو عدد زیاتیږي او د الکترونونو د حرکت لپاره مواندي کوي. پسې چې دیوالکونو او نیم موصلونو د حرارت ترڅو د درجه حرارت زیاتیدو سره زیاتیږي.

د ویډمان-فرانز قانون څه دی؟

د ویډمان-فرانز قانون یو رابطه دی چې لوړونو د الکترونیکی ترڅ او حرارت ترڅو لخوا په یو درجه حرارت کې پیوند ورکوي. دا بیا دی:

σK=LT

چیرې،

• K د حرارتی کنډکټیویته په W/m-K کې دی

• σ د الکتریکي کنډکټیویته په S/m کې دی

• L لورنز نمبر دی، چې د یو ثابت دی چې برابر دی ۲.۴۴ x ۱۰^-۸ W-اهم/K^2

• T د مطلق درجې په K کې دی

دا قانون دی چې د اړخیزیتوبو دی چې د الکتریکي کنډکټیویته لوی دی د همدارازې د حرارتی کنډکټیویته لوی دی، ځکه چې دوه خصوصیتونه د آزاد الکترونو ترلاسه کوي. دا هم دی چې د حرارتی کنډکټیویته او الکتریکي کنډکټیویته د راتیو د دې د درجې سره تناسب لري.

په هڅه، دا قانون د یو ځانګړې محدودیتونه لري. دا صرف د پاکه مسناوې او آلیاونه په ډېر لوی یا ډېر وړه درجې کې پلي کیږي. دا د عایقونو یا نیمه عایقونو ته نشي کېږي، چې د فونونیکي کنډکټیویته د الکترونيکي کنډکټیویته بریدل کوي. دا هم د یو ځانګړې مسناوې ته نشي کېږي، مثلاً بیریلیوم یا پاکه سیرو، چې دا په ځانګړې توګه واخلې.

د چند وختی مسناوې د حرارتی کنډکټیویته ارزښتونه څه دي؟

د مسناوې د حرارتی کنډکټیویته په ډېرې توګه د مسناوې نوع او پاکۍ په پام سره بدلتیږي. د ټابل په وینا د چند وختی مسناوې د حرارتی کنډکټیویته ارزښتونه په ژمن د درجې (۲۵°C) کې نښې شوي دي.

د دې چې د مټلړو د حرارتی کارګریتوب ترټولو لوی ده، نور سره د چاپیریال او زرو د څخه ده. دا مټلړه د الکترونیک او برقی کارونو کې په ډیر ورته کارول کیږي، ځکه چې دا د حرارت او برق د انتقال لپاره موثر دي. د بلندۍ، د مټلړو د حرارتی کارګریتوب یوازې کم دی، چې دا د عایقیت او غیر مناسب کارونو لپاره مناسب دی.

د مټلړو د حرارتی کارګریتوب هم په دودیز، فشار، جوړښت او ساختمانو کې بدلون کیږي. مثلاً، آلیاژونه (مټلړو خلاطی) معمولاً د پاک مټلړو څخه کم حرارتی کارګریتوب لري، ځکه چې د ناپاکۍ او داعفليکو له خلکو څخه د الکترونونو د پراختیا کې د پراختیا سبب شوي. همدا د مختلف کریستال ساختمانونو يا فازونو سره د مټلړو د حرارتی کارګریتوب د قیمتونه مختلف وي.

څو څه د مټلړو د حرارتی کارګریتوب په څرګندول?

د مټلړو د حرارتی کارګریتوب په څرګندولو لپاره مختلف ټکنیکونه او اوزارونه شتون لري، چې د نمونې د شکل، اندازه او درجه د څخه د وړاندې وي. دا د ټولنیزو ټکنیکونو څخه ده:

• استویي ټکنیکونه: دا ټکنیکونه د یو ډول حرارتی ځینې د نمونې یوه طرفه ترسره کولو او د نمونې د ټولنیز طرفې د حرارتی توپیر په څرګندولو سره کارول کیږي. د حرارتی کارګریتوب د فوريه د حرارتی انتقال قانونو سره محاسبه کیږي. استویي ټکنیکونو چې دا دا ده: حفاظت شوي گرم پلیټ، حرارتی جريان میټر، او دوه برخه لرونکي بار.

• منځني ټکنیکونه: دا ټکنیکونه د یو کوتاه ځمکه حرارتی ځینې د نمونې یوه طرفه ترسره کولو او د نمونې د یو یا دویمه طرفې د حرارتی توپیر په څرګندولو سره کارول کیږي. د حرارتی کارګریتوب د حرارتی انتقال د تحلیلی یا عددی ماډلونو سره محاسبه کیږي. منځني ټکنیکونو چې دا ده: گرم سیمه، لیزر فلاش، او منځني څخه منبع.

• غیر مستقیم ټکنیکونه: دا ټکنیکونه د یو حرارتی منبع یا حرارتی سنسور کارول کیږي چې د نمونې سره تماس نه لري، بلکه د الکتروماجناطيسي تابعیت یا صوتی موجونه کارول کیږي چې حرارتی انتقال راوړل یا په کتل کړي. د حرارتی کارګریتوب د نمونې د روشنایي یا صوتی تابعیتونو سره محاسبه کیږي. غیر مستقیم ټکنیکونو چې دا ده: روشنایي حرارتی ژرموټری، حرارتی موج تصویرسازی، او الاتر سوند حرارتی میټر.

هر یو ټکنیک یې خپل مزایا او محدودیتونه لري، چې د دقت، دقت، سرعت، کلتنه او کارولو څخه د وړاندې وي. په همدې توګه د یو ټولنو کې د مناسب ټکنیک او اوزار ټاکل مهم ده.

څو څه د مټلړو د حرارتی کارګریتوب مهم ده؟

د میټلونو حرارتی کنډکټیویت له دې څخه مهم ده چې په ډېرې مهندسۍ او علمي کارونو کې کارول کیږي، وړاندې:

• حرارتی تبادلګر: دا دوه یا زهاتره یوه یا صلیب موادو یا جامدو ترمنځ حرارت تبادلولو دستګاهونه دي چې د انګورو لپاره استعمال نشي. دا په ځایونو کې لوی ښودل کیږي چې د قدرت تولید، کیمیائي پروسېس، سردکول، او هوا کې د بریښنا کارولو لپاره. د میټلونو حرارتی کنډکټیویت د حرارتی تبادلګرونو کارولو او اغېزمندی تأثیر لري، چې دا د حرارت تبادلولو سرعت او مقدار تعيین کوي.

• حرارتی مدیریت: دا د دستگاهونو یا سیستمونو د درجې او حرارتی تلف کنترولولو پروسه دی چې حرارت تولید کوي یا خوش کوي. د الکترونيکي بڼې، بیټری، موتورونه، ریکټورونه، او فضایي کشتیو د غوث او امنیت لپاره ضروري دی. د میټلونو حرارتی کنډکټیویت د حرارتی مدیریت لپاره د موادو او بڼېو طرحولو او انتخاب کولو تأثیر لري، چې دا د چې دا څه خوب حرارت ترسیم کوي یا عایق کوي تعيین کوي.

• حرارتی الكټریکي دستګاهونه: دا دستګاهونه د حرارت ته د الكټریکي تبدیلولو یا برعکس په کې د سيبک اغېز یا د پلتیر اغېز کې داستمال کیږي. دا په کارولونو کې د قدرت تولید، سردکول، ګرم کول، او تشخیص کولو لپاره کارول کیږي. د میټلونو حرارتی کنډکټیویت د حرارتی الكټریکي دستګاهونو کارولو او اغېزمندی تأثیر لري، چې دا د حرارت تبادلولو مقدار تعيین کوي.

پای

حرارتی کنډکټیویت د چې څه خوب دا مواد حرارت ترسیم کولی شي بیا خپلې په ځای کې حرکت نه کړي داسې شاخص دی. د میټلونو د خپلو ساختونو په توګه د بالا الكټریکي او حرارتی کنډکټیویت لري، چې د خپلو آزاد الکترونانو په وړاندې دی. د میټلونو حرارتی کنډکټیویت د مختلف عواملو په پام سره بدلت کیږي، وړاندې د ډول، پاکتنیت، درجې، فشار، ترکیب، او ساخت. د میټلونو حرارتی کنډکټیویت د څو روشونو او انجمنو سره په پام سره د شکل، اوزن، او درجې په پام سره اندازه کیږي. د میټلونو حرارتی کنډکټیویت له دې څخه مهم ده چې په ډېرې مهندسۍ او علمي کارونو کې کارول کیږي، وړاندې د حرارتی تبادلګر، حرارتی مدیریت، او حرارتی الكټریکي دستګاهونو.

د اعلامیه: د اصلي وړاندې، خوب مقالې د شریکولو لپاره ارزښت لري، که چیرې د حق ناسپې کولو وي په اړه د حذفولو لپاره تماس کړئ.