צי טעמפּעראַטור אַפעקטירט עלעקטרישע און טערמישע קאַנדאַקטיוויטי?

עלעקטרישקאָנדוקטיוויטיישטייט ווי אפונדאַמענטאַלע פּאַראַמעטעראין פיזיק, כעמיע, און מאָדערנער אינזשעניריע, מיט באַדייטנדיקע אימפּליקאַציעס איבער אַ ספּעקטרום פון פעלדער,פֿון גרויסע פּראָדוקציע ביז אולטראַ-פּינקטלעכע מיקראָעלעקטראָניק. איר וויכטיקייט שטאַמט פֿון איר דירעקטער פֿאַרבינדונג מיט דער פאָרשטעלונג, עפֿעקטיווקייט און פֿאַרלעסלעכקייט פֿון אומצאָליקע עלעקטרישע און טערמישע סיסטעמען.

די דעטאַלירטע אויסשטעלונג דינט ווי אַן אויספירלעכער וועגווייַזער צו פֿאַרשטיין די קאָמפּליצירטע באַציִונג צווישןעלעקטרישע קאַנדאַקטיוויטי (σ), טערמישע קאַנדאַקטיוויטי(κ), און טעמפּעראַטור (T)דערצו וועלן מיר סיסטעמאטיש אויספארשן די קאנדוקטיוויטעטן פון פארשידענע מאטעריאל קלאסן, פון געווענליכע קאנדוקטארן ביז ספעציאליזירטע האלב-קאנדוקטארן און איזאלאטארן, ווי זילבער, גאלד, קופער, אייזן, לייזונגען, און גומע, וואס פארבריקן דעם ריס צווישן טעארעטישן וויסן און רעאל-וועלט אינדוסטריעלע אנווענדונגען.

נאָך דעם ווי איר וועט דורכגיין דעם לייענען, וועט איר זיין אויסגעשטאַט מיט אַ שטאַרקן, נואַנסירטן פארשטאנדפוןדיבאַציִונג פון טעמפּעראַטור, קאַנדאַקטיוויטי און היץ.

אינהאַלטס־טאַבעלע:

1. צי טעמפּעראַטור אַפעקטירט עלעקטרישע קאַנדאַקטיוויטי?

2. צי טעמפּעראַטור אַפעקטירט טערמישע קאַנדאַקטיוויטי?

3. די באַציִונג צווישן עלעקטרישע און טערמישע קאַנדאַקטיוויטי

4. קאַנדאַקטיוויטי קעגן קלאָריד: שליסל אונטערשיידן

I. צי טעמפּעראַטור אַפעקטירט עלעקטרישע קאַנדאַקטיוויטי?

די פראגע, "צי טעמפּעראַטור אַפעקטירט קאַנדאַקטיוויטי?" ווערט געענטפערט באַשטימט: יאָ.טעמפּעראַטור האט אַ קריטישן, מאַטעריאַל-אָפּהענגיקן השפּעה אויף ביידע עלעקטרישע און טערמישע קאַנדאַקטיוויטי.אין קריטישע אינזשעניריע אַפּליקאַציעס פון מאַכט טראַנסמיסיע ביז סענסאָר אָפּעראַציע, די טעמפּעראַטור און קאַנדאַקטאַנס באַציִונג דיקטירט קאָמפּאָנענט פאָרשטעלונג, עפעקטיווקייַט מאַרדזשינז, און אָפּעראַציאָנעל זיכערקייט.

ווי אזוי ווירקט טעמפעראטור אויף קאנדוקטיוויטי?

טעמפּעראַטור ענדערט קאַנדאַקטיוויטי דורך ענדערןווי לייכטלאָד טרעגער, ווי עלעקטראָנען אָדער יאָנען, אָדער היץ באַוועגן זיך דורך אַ מאַטעריאַל. דער עפֿעקט איז אַנדערש פֿאַר יעדן טיפּ מאַטעריאַל. דאָ איז פּונקט ווי עס אַרבעט, ווי קלאָר דערקלערט:

1.מעטאַלן: קאַנדאַקטיוויטי פאַרקלענערט זיך מיט שטייגנדיקער טעמפּעראַטור

אַלע מעטאַלן פירן דורך פרייע עלעקטראָנען וואָס פליסן גרינג ביי נאָרמאַלע טעמפּעראַטורן. ווען מען וואַרעמט זיי, וויברירן די מעטאַלס ​​אַטאָמען שטאַרקער. די וויבראַציעס אַרבעטן ווי שטערונגען, צעשפּרייטן די עלעקטראָנען און פאַרלאַנגזאַמען זייער פלוס.

ספעציפיש, עלעקטרישע און טערמישע קאנדוקטיוויטעט פאלן שטענדיג ווען די טעמפעראטור שטייגט. נאנט צו צימער טעמפעראטור, פאלט די קאנדוקטיוויטעט טיפיש מיט~0.4% פּער 1°C העכערונג.אין קאנטראסט,ווען אַן 80°C פאַרגרעסערונג פּאַסירט,מעטאַלן פאַרלירן25–30%פון זייער אָריגינעלער קאַנדאַקטיוויטי.

דעם פּרינציפּ איז ברייט דיפּלויד אין אינדוסטריעלער פּראַסעסינג, למשל, הייסע סביבות רעדוצירן זיכערע קראַנט קאַפּאַציטעט אין וויירינג און נידעריקער היץ דיסיפּיישאַן אין קיל סיסטעמען.

2. אין האַלב-קאָנדוקטאָרן: קאַנדאַקטיוויטי וואַקסט מיט טעמפּעראַטור

האַלב-קאָנדוקטאָרן הייבן זיך אָן מיט עלעקטראָנען פעסט געבונדן אין דער מאַטעריאַלער סטרוקטור. ביי נידעריקע טעמפּעראַטורן קענען זיך ווייניק באַוועגן צו טראָגן שטראָם.ווי די טעמפּעראַטור שטייגט, גיט היץ עלעקטראָנען גענוג ענערגיע צו ברעכן זיך פריי און פליסן. ווי וואָרעמער עס ווערט, אַלץ מער אָפּצאָל טרעגער ווערן פאַראַן,שטארק פארגרעסערן קאנדוקטיוויטי.

אין מער אינטואיטיווע טערמינען, די cקאַנדאַקטיוויטי שטייגט שארף, אָפט פאַרדאָפּלט יעדע 10-15°C אין טיפּישע ראַנגעס.דאָס העלפֿט די פאָרשטעלונג אין מיטלערער וואַרעמקייט אָבער קען שאַפֿן פּראָבלעמען אויב עס איז צו הייס (איבעריקע ליקאַדזש), למשל, דער קאָמפּיוטער קען קראַכן אויב דער טשיפּ געבויט מיט אַ האַלב-קאָנדוקטאָר ווערט געהייצט צו אַ הויכער טעמפּעראַטור.

3. אין עלעקטראָליטן (פליסיקקייטן אדער געלס אין באַטעריעס): קאַנדאַקטיוויטי פֿאַרבעסערט זיך מיט היץ

עטלעכע מענטשן וואונדערן זיך ווי אזוי טעמפּעראַטור אַפעקטירט די עלעקטרישע קאַנדאַקטיוויטי לייזונג, און דאָ איז דעם אָפּטייל. עלעקטראָליטן פירן יאָנען וואָס באַוועגן זיך דורך אַ לייזונג, בשעת קעלט מאַכט די פליסיקייטן דיק און טראָגלעך, וואָס רעזולטירט אין דער פּאַמעלעכער באַוועגונג פון די יאָנען. צוזאַמען מיט דער טעמפּעראַטור וואָס שטייגט, ווערט די פליסיקייט ווייניקער וויסקאָז, אַזוי די יאָנען דיפיוזירן שנעלער און טראָגן די אָפּצאָל מער עפֿעקטיוו.

אין גאַנצן, וואַקסט די קאַנדאַקטיוויטי מיט 2–3% פּער 1°C בשעת אַלץ דערגרייכט זיין גרענעץ. ווען די טעמפּעראַטור שטייגט מיט מער ווי 40°C, פאַלט די קאַנדאַקטיוויטי מיט ~30%.

איר קענט אַנטדעקן דעם פּרינציפּ אין דער פאַקטישער וועלט, ווי סיסטעמען ווי באַטעריעס לאָדן זיך שנעלער אין וואַרעמקייט, אָבער ריזיקירן שאָדן אויב זיי ווערן איבערהייצט.

II. צי טעמפּעראַטור אַפעקטירט טערמישע קאַנדאַקטיוויטי?

טערמישע קאַנדאַקטיוויטי, די מאָס פון ווי לייכט היץ באַוועגט זיך דורך אַ מאַטעריאַל, טיפּיש פאַרקלענערט זיך ווען טעמפּעראַטור שטייגט אין רובֿ סאָלידס, כאָטש די נאַטור וועריז באזירט אויף די מאַטעריאַל 'ס סטרוקטור און די וועג היץ איז געפֿירט.

אין מעטאַלן, פליסט היץ הויפּטזעכלעך דורך פרייע עלעקטראָנען. ווען די טעמפּעראַטור וואַקסט, וויברירן אַטאָמען שטאַרקער, צעשפּרייטנדיק די עלעקטראָנען און צעשטערנדיק זייער וועג, וואָס פאַרקלענערט די מעגלעכקייט פון דעם מאַטעריאַל צו איבערפירן היץ עפֿעקטיוו.

אין קריסטאַלינע איזאָלאַטאָרן, רייזט היץ דורך אַטאָמישע ווייבריישאַנז באַקאַנט ווי פאָנאָנען. העכערע טעמפּעראַטורן פאַרשטאַרקן די ווייבריישאַנז, וואָס פירט צו אָפטערע קאָליזיעס צווישן אַטאָמען און אַ קלאָרן פאַל אין טערמישער קאַנדאַקטיוויטי.

אין גאזן אבער, פאסירט דאס פארקערטע. ווי די טעמפעראטור שטייגט, רירן זיך מאלעקולן שנעלער און קאלידירן זיך אפטער, איבערטראגנדיק ענערגיע צווישן קאליזיעס מער עפעקטיוו; דעריבער, פארגרעסערט זיך די טערמישע קאנדוקטיוויטעט.

אין פּאָלימערן און פליסיקייטן, איז אַ קליינע פֿאַרבעסערונג געוויינטלעך מיט שטייגנדיקער טעמפּעראַטור. וואָרעמערע באַדינגונגען לאָזן מאָלעקולאַרע קייטן זיך באַוועגן פֿרייער און רעדוצירן וויסקאָסיטי, מאַכנדיג עס גרינגער פֿאַר היץ צו דורכגיין דעם מאַטעריאַל.

III. די באַציִונג צווישן עלעקטרישע און טערמישע קאַנדאַקטיוויטי

איז דא א קארעלאציע צווישן טערמישע קאנדוקטיוויטעט און עלעקטרישע קאנדוקטיוויטעט? איר מעגט זיך פרעגן וועגן דעם קשיא. פאקטיש, איז דא א שטארקע פארבינדונג צווישן עלעקטרישע און טערמישע קאנדוקטיוויטעט, אבער די פארבינדונג מאכט נאר זינען פאר געוויסע סארטן מאטעריאלן, ווי מעטאלן.

1. די שטאַרקע באַציִונג צווישן עלעקטרישע און טערמישע קאַנדאַקטיוויטי

פֿאַר ריינע מעטאַלן (ווי קופּער, זילבער און גאָלד), גילט אַ פּשוטע הערשן:אויב אַ מאַטעריאַל איז זייער גוט אין פירן עלעקטריע, איז עס אויך זייער גוט אין פירן היץ.דעם פּרינציפּ גייט ווייטער באַזירט אויף דעם עלעקטראָן-ייַנטיילונג דערשיינונג.

אין מעטאַלן, ווערן ביידע עלעקטריע און היץ הויפּטזעכלעך געטראָגן דורך די זעלבע פּאַרטיקלען: פֿרײַע עלעקטראָנען. דאָס איז פאַרוואָס הויכע עלעקטרישע קאַנדאַקטיוויטי פֿירט צו הויכע טערמישע קאַנדאַקטיוויטי אין געוויסע פֿאַלן.

פֿאַרדיעלעקטרישפֿלוס,ווען אַ וואָולטאַזש ווערט געווענדט, באַוועגן זיך די פרייע עלעקטראָנען אין איין ריכטונג, טראָגנדיק אַן עלעקטרישע אָפּצאָל.

ווען עס קומט צודיהיץפֿלוס, איין עק פונעם מעטאַל איז הייס און דער צווייטער איז קאַלט, און די זעלבע פרייע עלעקטראָנען באַוועגן זיך שנעלער אין דער הייסער געגנט און שטויסן זיך אָן מיט שטייטערע עלעקטראָנען, שנעל איבערפירנדיק ענערגיע (היץ) צו דער קאַלטער געגנט.

די געטיילטע מעכאניזם מיינט אז אויב א מעטאל האט אסאך שטארק באוועגלעכע עלעקטראנען (מאכנדיג עס אן אויסגעצייכנטן עלעקטרישן קאנדוקטאר), די עלעקטראנען דינען אויך אלס עפעקטיווע "היץ טרעגער", וואס ווערט פארמאל באשריבן דורךדיווידעמאַן-פראַנץגעזעץ.

2. די שוואַכע באַציִונג צווישן עלעקטרישע און טערמישע קאַנדאַקטיוויטי

די באַציִונג צווישן עלעקטרישע און טערמישע קאַנדאַקטיוויטי ווערט שוואַכער אין די מאַטעריאַלן וואו אָפּצאָל און היץ ווערן געטראָגן דורך פֿאַרשידענע מעכאַניזמען.

IV. קאַנדאַקטיוויטי קעגן קלאָריד: שליסל אונטערשיידן

כאָטש ביידע עלעקטרישע קאַנדאַקטיוויטי און קלאָריד קאָנצענטראַציע זענען וויכטיקע פּאַראַמעטערס איןוואַסער קוואַליטעט אַנאַליז, זיי מעסטן פונדאַמענטאַל אַנדערע אייגנשאַפטן.

קאָנדוקטיוויטי

קאָנדוקטיוויטי איז אַ מאָס פון אַ לייזונג'ס פיייקייט צו טראַנסמיטירן עלעקטרישן קראַנט.ט מעסט דיגאַנץ קאָנצענטראַציע פון ​​אַלע אויפגעלייזטע יאָנעןאין וואַסער, וואָס נעמט אַרײַן פּאָזיטיוו אָנגעלאָדענע יאָנען (קאַטיאָנען) און נעגאַטיוו אָנגעלאָדענע יאָנען (אַניאָנען).

אַלע יאָנען, ווי קלאָריד (Cl^-), נאַטריום (Na⁺), קאַלסיום (Ca²⁺), ביקאַרבאָנאַט, און סולפֿאַט, ביישטייערן צו דער גאַנצער קאַנדאַקטיוויטי mגעמאָסטן אין מיקראָסיעמס פּער סענטימעטער (µS/cm) אָדער מיליסיעמס פּער סענטימעטער (mS/cm).

קאַנדאַקטיוויטי איז אַ שנעלער, אַלגעמיינער אינדיקאַטאָרפוןטאָטאַלאויפגעלייזטע סאָלידס(TDS) און אַלגעמיינע וואַסער ריינקייט אָדער זאַלץ.

 כלאָריד קאָנצענטראַציע (Cl^-)

כלאָריד קאָנצענטראַציע איז אַ ספּעציפֿישע מעסטונג פון בלויז די כלאָריד אַניאָן פאָרשטעלן אין דער לייזונג.עס מעסט דימאַסע פון ​​נאָר די קלאָריד יאָנען(קל.^-) פאָרשטעלן, אָפט דערייווד פון זאַלץ ווי נאַטריום קלאָריד (NaCl) אָדער קאַלסיום קלאָריד (CaCl₂).

די מעסטונג ווערט דורכגעפירט מיט ספעציפישע מעטאדן ווי טיטראציע (למשל, ארגענטאָמעטרישע מעטאָדע) אדער יאָן-סעלעקטיוו עלעקטראָדן (ISEs)אין מיליגראַם פּער ליטער (מג/ל) אדער טיילן פּער מיליאָן (ppm).

כלאָריד לעוועלס זענען קריטיש צו אָפּשאַצן די פּאָטענציעל פֿאַר קעראָוזשאַן אין אינדוסטריעלע סיסטעמען (ווי בוילערז אָדער קיל טורעמס) און פֿאַר מאָניטאָרינג זאַלץ ינטרוזשאַן אין טרינקוואַסער סאַפּלייז.

אין קורצן, כלאָריד ביישטייערט צו קאַנדאַקטיוויטי, אָבער קאַנדאַקטיוויטי איז נישט ספּעציפֿיש צו כלאָריד.אויב די כלאָריד קאָנצענטראַציע פאַרגרעסערט זיך, וועט די גאַנצע קאַנדאַקטיוויטי פאַרגרעסערן.אָבער, אויב די גאַנצע קאַנדאַקטיוויטי פאַרגרעסערט זיך, קען עס זיין רעכט צו אַ פאַרגרעסערונג אין קלאָריד, סולפֿאַט, נאַטריום, אָדער קיין קאָמבינאַציע פון ​​​​אנדערע יאָנען.

דעריבער, דינט קאַנדאַקטיוויטי ווי אַ נוציק סקרינינג געצייַג (למשל, אויב קאַנדאַקטיוויטי איז נידעריק, איז קלאָריד מסתּמא נידעריק), אָבער צו מאָניטאָרירן קלאָריד ספּעציפֿיש פֿאַר קעראָוזשאַן אָדער רעגולאַטאָרישע צוועקן, מוז מען נוצן אַ צילגעריכטעט כעמישער טעסט.