Манфий ҳарорат

Ҳарорат коэффициэнти ҳароратнинг маълум бир ўзгариши билан боғлиқ бўлган жисмоний хусусиятнинг нисбий ўзгаришини тавсифлайди. Ҳарорат дТ га ўзгарганда ўзгарувчан Р хосса учун ҳарорат коэффициэнти а қуйидаги тенглама билан аниқланади:

${\frac {dR}{R}}=\alpha \,dT$

Бу ерда а тескари ҳароратнинг ўлчамига эга ва уни 1/К ёки К ^-1 да ифодалаш мумкин.

Агар ҳарорат коэффициэнтининг ўзи ҳарорат билан жуда кўп ўзгармаса ва $\alpha \Delta T\ll 1$, чизиқли яқинлашиш Т ₀ мос ёзувлар ҳароратида Р ₀ қийматини ҳисобга олган ҳолда, Т ҳароратда хусусиятнинг Р қийматини баҳолашда фойдали бўлади:

$R(T)=R(T_{0})(1+\alpha \Delta T),$

Ушбу мақолани Температура билан бирлаштириш таклиф этилади.

Ҳарорат (Температура) (лот. температура – керакли аралашма, ўртача ҳолат) – модданинг ҳолатини иссиқ-совуқлигини тавсифлайдиган физик катталик.

Ҳарорат – бу жисмни ташкил қилувчи элементар зарралар (атом ва молекулалар)нинг ҳаракати кинетик энергиясининг ўрта статистик интенсивлигини ифодаловчи физик катталик. Харорат бирлиги сифатида Келвин градуси қабул қилинган. СИ бирликлар тизимида 1К сувнинг учланма нуқтаси термодинамик хароратининг 1/273.16 қисмига тенг деб қабул қилинган. Шунингдек Келвин градусини мутлоқ нол харорат хам деб юритилади. Чунки 0 К да хар қандай моддада молекуляр ҳаракат тўхтайди. Техникада эса келвин шкаласидан ташқари Целсий шкаласи хам кенг қўлланади. Целсий шкаласи сувнинг қайнаш ва музлаш хароратларига асосланган ва келвин билан қуйидаги боғлиқликка эга: 1К =273,15 С. Фаренгейт шкаласига кўра эса 0С = 32Ф ва 100С = 212Ф. Фаренгейт шкаласи ночизиқли шкала бўлиб, тС = 5/9 (тФ-32) ва аксинча тФ=9/5 (тС +32) тарзида нисбатда бўлади. Реомюр шкаласига кўра эса сувнинг музлаш харорати 0Р ва қайнаш харорати 80Р этиб белгиланган. 1Р=1.25 С

Ҳарорат умумий қилиб айтганда, предмет ва атроф муҳитнинг шунақа хусусиятики, қайсики инсон сезги органларига совуқ, иссиқ ва хок. сифатида таъсир этади. Ҳарорат, модда зарраларининг кинетик энергияси билан ўзаро боғлиқдир.

Ҳарорат СИ да келвинларда (К) ўлчанади. Ёрдамчи ўлчов бирлиги сифатида эса Целсий даражасидан (°C) кенг фойдаланилади.

Ҳароратни ўлчашда термометр, термал томошабин, термопара, оптик пирометр ва хок. ишлатилади.

Тарихи[таҳрир | манбасини таҳрирлаш]

Қадимда „ҳарорат“, танаси иссиқроқ одамларда бошқа одамларга нисбатан, кўпроқ ўзига хос хусусиятга – теплородга эга деб тушунилган. Шунинг учун ҳарорат деганда кучли тананинг ўзига хос хусусияти ва теплород тушунилган. Шундан келиб чиқиб спиртли ичимликларнинг қуввати ва ҳарорат, бир хил – градусларда ўлчанади.

Ҳарорат шкалалари[таҳрир | манбасини таҳрирлаш]

Сув 0 °C да музлайди. Термометр −17 °C ни кўрсатиб турибди.

Ҳарорат шкалаларининг ўзаро нисбатлари

шкалалар	Келвин	Целсий	Фаренгейт
Келвин (К)	= К	= С + 273,15	= (Ф + 459,67) / 1,8
Целсий (° C)	= К − 273,15	= C	= (Ф − 32) / 1,8
Фаренгейт (°Ф)	= К · 1,8 − 459,67	= C · 1,8 + 32	= Ф

Кучли ҳароратга боғлиқ бўлган а учун бу яқинлик фақат кичик ҳарорат фарқлари учун фойдалидир Д Т .

Ҳарорат коэффициэнтлари турли хил иловалар учун, жумладан, материалларнинг электр ва магнит хусусиятлари, шунингдек реактивлик учун белгиланади. Аксарият реаксияларнинг ҳарорат коэффициэнти −2 дан 3 гача.

Салбий ҳарорат коэффициэнти

Аксарият керамикалар қаршилик ҳаракатининг ҳароратга салбий боғлиқлигини кўрсатади. Бу таъсир кенг ҳарорат оралиғида Аррҳениус тенгламаси билан бошқарилади:

$R=Ae^{\frac {B}{T}}$

Б доимийси электр ўтказувчанлиги учун мас’ул бўлган заряд ташувчиларни шакллантириш ва ҳаракатлантириш учун зарур бўлган энергия билан боғлиқ. – шунинг учун Б қийматининг ошиши билан материал изоляцион бўлади. Амалий ва тижорат НТC резисторлари ҳароратга яхши сезгирликни таъминлайдиган Б қиймати билан оддий қаршиликни бирлаштиришга қаратилган. Б доимий қийматининг аҳамияти шунчалик муҳимки, НТC термисторларини Б параметр тенгламаси ёрдамида тавсифлаш мумкин:

$R=r^{\infty }e^{\frac {B}{T}}=R_{0}e^{-{\frac {B}{T_{0}}}}e^{\frac {B}{T}}$

Шунинг учун, қабул қилинадиган қийматларни ишлаб чиқарадиган кўплаб материаллар $R_{0}$ қотишма қилинган ёки ўзгарувчан салбий ҳарорат коэффициэнтига (НТC) эга бўлган материалларни ўз ичига олади, бу материалнинг жисмоний хусусияти (иссиқлик ўтказувчанлиги ёки электр қаршилиги каби) ҳарорат ошиши билан, одатда, белгиланган ҳарорат оралиғида пасайганда юзага келади. Кўпгина материаллар учун электр қаршилиги ҳарорат ошиши билан камаяди.

Салбий ҳарорат коэффициэнтига эга бўлган материаллар 1971 йилдан бери полни иситиш учун ишлатилган. Салбий ҳарорат коэффициэнти гиламлар, стуллар, матраслар ва бошқалар остидаги ҳаддан ташқари маҳаллий иситишнинг олдини олади, бу ёғоч полларга зарар этказиши ва камдан-кам ҳолларда ёнғинга олиб келиши мумкин.

Қайтариладиган ҳарорат коэффициэнти

Қолдиқ магнит оқимининг зичлиги ёки Б р ҳарорат билан ўзгаради ва бу магнит ишлашининг муҳим хусусиятларидан биридир. Баъзи иловалар, масалан, инертиал гироскоплар ва ҳаракатланувчи тўлқинли қувурлар (ТWЦ) кенг ҳарорат оралиғида доимий майдонга эга бўлиши керак. Б р нинг қайтариладиган ҳарорат коэффициэнти (РТC) қуйидагича аниқланади:

${\text{RTC}}={\frac {|\Delta \mathbf {B} _{r}|}{|\mathbf {B} _{r}|\Delta T}}\times 100\%$

Ушбу талабларни қондириш учун 1970-йилларнинг охирида ҳароратни компенсация қилувчи магнитлар ишлаб чиқилган. Анъанавий СмCо магнитлари учун ҳарорат ошиши билан Б р камаяди. Аксинча, ГдCо магнитлари учун маълум ҳарорат оралиғида ҳарорат ошиши билан Б р ортади. Самариум ва гадолинийни қотишмада бирлаштириб, ҳарорат коэффициэнтини деярли нолга тушириш мумкин.

Электр қаршилиги

Қурилмалар ва схемаларни қуришда электр қаршилигининг ва шунинг учун электрон қурилмаларнинг (симлар, резисторлар) ҳароратга боғлиқлигини ҳисобга олиш керак. Суперўтказувчиларнинг ҳароратга боғлиқлиги катта даражада чизиқли бўлиб, уни қуйида тахминан тахмин қилиш билан тавсифлаш мумкин.

$\operatorname {\rho } (T)=\rho _{0}\left[1+\alpha _{0}\left(T-T_{0}\right)\right]$

$\alpha _{0}={\frac {1}{\rho _{0}}}\left[{\frac {\delta \rho }{\delta T}}\right]_{T=T_{0}}$

$\rho _{0}$ маълум бир мос ёзувлар қийматида ўзига хос қаршилик ҳарорат коэффициэнтига тўғри келади (одатда Т = 0). °C)

Бироқ, ярим ўтказгичнинг ўзи экспонентдир:

$\operatorname {\rho } (T)=S\alpha ^{\frac {B}{T}}$