تعريف الناقلية
نحدد العناصر حسب خصائصها. يمكن للمرء بسهولة التمييز بين العناصر من خلال الجودة التي تمتلكها. يمكن أن تكون فيزيائية أو كيميائية. بعض الخصائص الرئيسية هي: القابلية للتطويع ، والليونة ، والصوتية ، واللمعان ، ونقاط الانصهار والغليان ، والكثافة ، والتفاعلات مع الأكسجين ، والماء والأحماض ، وما إلى ذلك. ومن أهم الخصائص الفيزيائية هي الناقلية.
وبالتالي يمكننا تعريفها على أنها قدرة المادة على السماح للحرارة والكهرباء بالمرور عبرها. إنه يعمل مع كل من الحركات الفيزيائية للإلكترونات ونقل الطاقة بين الإلكترونات.
أنواع الناقلية
يمكن أن يكون من خلال الحرارة ، الكهرباء ، السوائل ، الهواء ، إلخ. أنواعه المختلفة هي:
- كهربائية
- حراري
- أيونية
- صوتية
دعونا نرى كل نوع من الأنواع المذكورة أعلاه بالتفصيل:
1. الناقلية الكهربائية Electrical Conductivity EC
إنها مجرد مقاومة متبادلة. إنها قدرة المادة على تمرير تيار كهربائي من خلالها. وحدة SI الخاصة بها هي سيمنز / متر. في الناقل الكهربائي ، هناك حركة حقيقية للإلكترونات نحو القطب الموجب.
العوامل التي تؤثر عليه هي: -
- طول المادة - يتناسب الطول عكسياً مع الناقلية. لذلك ، مع زيادة الطول ، يزداد تصادم الإلكترون. وبالتالي ، فإنه يعيق تدفق الكهرباء.
- المساحة - مع زيادة مساحة المقطع العرضي ، تزداد أيضًا ناقلية المادة. مع المزيد من الإلكترونات الفضائية تميل إلى التحرك بحرية ، وبالتالي توصيل المزيد من الكهرباء.
- الشوائب - عندما نضيف النجاسة إلى مادة ما ، ستنخفض الناقلية. مثل ، الفضة الإسترليني ليست ناقلا جيدًا مثل الفضة النقية. هذا هو السبب في أن السبائك لديها أقل ناقلية كهربائية من المعادن النقية.
كل مادة لها ناقلية كهربائية خاصة بها. الفضة لديها أعلى ناقلية بينما الرصاص هو الأقل ناقلية بين المعادن.
2. الناقلية الحرارية Thermal Conductivity TC
الحرارة هي شكل من أشكال الطاقة التي تمنحنا الإحساس بالدفء. تتدفق الحرارة بين جسمين لهما اختلاف في درجة الحرارة. معدل تدفق الحرارة هذا هو الناقلية الحرارية لتلك المادة. تتدفق الحرارة دائمًا من ارتفاع درجة حرارة الجسم إلى درجة حرارة منخفضة.
العوامل التي تؤثر عليه هي:
1) مساحة المقطع العرضي - يتناسب طرديًا مع مساحة المادة. أكثر هو المنطقة الأعلى هو انتقال الحرارة.
2) اختلاف درجة الحرارة - مع زيادة الاختلاف في درجة الحرارة ، سيكون معدل تدفق الحرارة مرتفعًا. ترفع يدك فورًا عند لمس وعاء ساخن ، لماذا؟ بسبب اختلاف درجة الحرارة بين يدك وحاوية عالية. تنتقل الحرارة على الفور وتشعر بالحرارة.
3) الطول - أكثر هو الطول الأقل هو الناقلية الحرارية. يتم تسخين قضيب حديدي صغير على الفور مقارنة بالقضيب الطويل.
4) المادة - كما هو الحال في الكهرباء ، تلعب المواد دورًا كبيرًا في الناقلية الحرارية أيضًا. الناقل الجيد للكهرباء هو أيضًا ناقل جيد للحرارة. المواد الصلبة ناقلة جيدة بالمقارنة مع السوائل. الغازات هي الأقل ناقلية.
3. الناقلية الأيونية Ionic Conductivity IC
إنه ميل المادة نحو حركة الأيونات من موقع إلى آخر في محلول مائي. بعض المواد مثل اليود لا توصل الكهرباء في الحالة الصلبة. ومن ثم ، عندما يتم فصلها في محلول مائي ، تبدأ أيوناتها في التحرك بحرية وتوصيل الكهرباء.
كلما زاد تركيز الملح ، زادت الناقلية. وبالتالي ، فإن الملح أو الشوائب المضافة تجعل الماء موصلًا جيدًا للكهرباء.
تطبيقات الناقلية
- يتم اختبار مواد البناء مثل الخرسانة مع الناقلية لضمان عزل المبنى عن الحرارة.
- يتم فحص الناقلية الحرارية للأجهزة الإلكترونية لمنع فشلها بسبب ارتفاع درجة الحرارة.
- يتم فحص نقاء المعادن مثل الذهب والفضة والنحاس وما إلى ذلك من خلال الكهرباء و الناقلية الحرارية.
- يُفضل الزئبق على العناصر الأخرى في ميزان الحرارة السريري بسبب ارتفاع الناقلية الحرارية.
سؤال - هل للكهرباء أي دور تلعبه في ظروف الطقس لدينا؟
الإجابة - نعم ، يرجع تدفق الرياح الموسمية إلى الناقلية الحرارية للأرض والبحر. في النهار ، يتم تسخين الأرض ذات الناقلية الجيدة بسرعة أكبر من درجة حرارة البحر. هذا الاختلاف في درجات الحرارة يجعل الرياح تنتقل من البحر إلى الأرض. وبالمثل ، في الليل ، تشع الأرض الحرارة بسرعة وتصبح باردة. كون الماء مشعًا سيئًا يظل ساخنًا ، مما يسمح للرياح بالتدفق من البحر إلى الأرض.