Back to the topics list

спроводливост

Спроводливоста е процес со кој нешто, како топлина или електрична струја, се движи од една супстанција во друга супстанција. Спроводливоста се јавува во цврсти материи, течности и гасови. Сепак, цврстите материи најефикасно ја пренесуваат енергијата бидејќи молекулите во цврстите материи се најцврсто спакувани, а молекулите се поблиску една до друга.

• За да се одвива спроводливоста помеѓу два објекти, тие мора да се допираат еден со друг.
• За да се појави спроводливост помеѓу атомите во истиот објект, тие исто така мора да се допираат (или речиси да се допираат).

Спроведување на топлина

Спроведување на топлина се јавува кога молекулите се зголемуваат во температурата; тие вибрираат, а овие вибрации и движење ја пренесуваат топлинската енергија на околните молекули.

Кога две тела на различни температури се одржуваат во контакт, топлината тече од тело на висока температура до телото на ниска температура . Просечната кинетичка енергија на супстанцијата е мерка за температурата на телото. Кога има пораст на просечната кинетичка енергија на молекулите на супстанцијата, нејзината температура се зголемува, а ако има пад на просечната кинетичка енергија на молекулите на супстанцијата, нејзината температура се намалува.

Чувајте тава на оган. Тавата за пржење набргу се вжештува, бидејќи топлината од пламенот преминува во тавата. Сега тргнете ја тавата од оган. Постепено тавата ќе се олади бидејќи топлината се пренесува од тавата во околината. Во двата случаи, топлината тече од потопол предмет кон постуден објект.

Ќе искусевте дека ако допрете топла шолја чај, вашата рака ја чувствува жештината на чашата. Причината е дека дел од топлинската енергија се пренесува од чашата во вашата рака. Топлината се пренесува од топол предмет на ладен предмет доколку има контакт меѓу нив. Во физиката велиме дека за пренос на топлина е потребен медиум. Топлинската спроводливост е движење на топлина од еден објект до друг кој има различни температури кога се допираат еден со друг. Во цврстите материи, генерално, топлината се пренесува со процесот на спроводливост. Топлинската спроводливост опишува колку ефикасно материјалот може да помине топлина низ него. Се дефинира со брзината на проток на енергија по единица површина кога се споредува со температурен градиент.

Фуриеовиот закон за топлинска спроводливост: Фуриеовиот закон покажува дека топлинската енергија се движи од потопли материјали кон поладни материјали. Фуриеовиот закон може да се напише како

q = kAdT∕s

Во оваа равенка, q се однесува на брзината на спроводливост на топлина, A е површината за пренос на топлина, k е топлинска спроводливост на материјалот, dT е разликата во температурата низ материјалот, а s се однесува на тоа колку е дебел материјалот.

Примери:

• Загрејте ги мускулите на грбот со грејна рампа.
• Ако ти е ладно и некој те држи; топлината се пренесува од нивното тело кон вашето и се чувствувате топло.
• Кога пржете зеленчук во тава. Преносот на топлина се одвива од пламенот до тавата, а потоа до зеленчукот.

Спроведување на електрична енергија

Спроведувањето на електрична енергија се јавува поради движењето на електрично наелектризираните честички низ медиум. Ова движење може да резултира со електрична струја, која може да ја носат електрони или јони. Пример за електрична спроводливост е кога случајно ќе добиете струен удар кога ќе допрете жица под напон, бидејќи вашето тело содржи вода, која е спроводник на струја. Друг пример е кога струјата поминува низ жици, кои се проводници, па можеме да гледаме телевизија или да користиме компјутер.

Електричната спроводливост е мерка за тоа колку добро материјалот го прифаќа движењето на електричното полнење. Во цврстите материи како што се металите, електроните се лабаво врзани за атомите поради што електроните можат слободно да се движат од атом до атом во метален предмет. Оваа мобилност на електрони ни овозможува да поминеме електрична струја низ него. Ако можеме лесно да поминеме електрична струја низ предмети, ги нарекуваме Добри спроводници на електрична енергија. Материјалите кои не дозволуваат струја да тече низ нив се познати како изолатори. Спроводливоста на полупроводниците е средна помеѓу онаа на изолатор и проводник. „Совршен вакуум“ не содржи наелектризирани честички; вакуумите обично се однесуваат како многу добри изолатори.

Спроводливоста во металите е добро опишана со Омовиот закон , кој вели дека струјата е пропорционална на применетото електрично поле. Леснотијата со која густината на струјата (струја по површина) j се појавува во материјалот се мери со спроводливоста σ , дефинирана како:
j = σ E,

E е електричното поле на таа локација и σ е спроводливоста на материјалот, мерка за тоа колку лесно полнежите се движат низ него.

Електричната спроводливост или отпорност на материјалот е непроменливо својство кое не се менува во однос на големината или обликот на материјалот.

Полнење по спроводливост:
Телата може да се наполнат со методот на спроводливост, односно со контакт. Со спроводливост, телото го стекнува истото полнење како и на телото за полнење.

Експеримент: Направете цилиндар од хартија со тркалање лента хартија на молив и потоа нежно извлекувајќи го моливот. Суспендирајте го цилиндерот за хартија со конец врзан за неговиот центар. Земете стаклена прачка и истријте ја со свила за да има позитивен полнеж. Допрете го цилиндерот за хартија со оваа стаклена шипка. Отстранете ја стаклената шипка и повторно доведете ја стаклената шипка во близина на цилиндерот за хартија.

Ќе забележите дека цилиндерот за хартија е одбиен од стаклената прачка.

Примери:

• Жиците во вашата куќа спроведуваат струја и дозволуваат светлата да се запалат кога ќе го превртите прекинувачот.
• Со фиксниот телефон, звучните бранови се претвораат во електрична енергија и се пренесуваат преку жици до телефонот на соговорникот каде што повторно се претвораат во звучни бранови.
• Громобрани се инсталирани на зградите за да привлечат гром да ги погоди и да ја спроведат нивната енергија надолу во земјата преку прицврстени жици наместо да ја оштетат структурата.
• Срцата имаат свој природен систем на електрична спроводливост. Кога срцето чука, неговите електрични сигнали предизвикуваат срцето да чука во соодветен ритам.
• Ако електричниот систем во нечие срце не работи правилно, лицето можеби ќе треба да има инсталирано пејсмејкер за да симулира спроводливост.
• Јоните во водата можат да предизвикаат таа да спроведува струја. Затоа е важно да се избегне пливање за време на молскавична бура; ако гром удри во водата, секој во неа ризикува струен удар.

Фотоспроводливост

Фотоспроводливоста се јавува кога материјалот апсорбира електромагнетно зрачење, што резултира со промена на електричната спроводливост на супстанцијата. Електромагнетното зрачење може да биде предизвикано од нешто едноставно како светлина што сјае на полупроводник или нешто толку сложено како материјал што е изложен на гама зрачење. Кога ќе се случи електромагнетниот настан, бројот на слободни електрони се зголемува, како и бројот на електронски дупки, со што се зголемува електричната спроводливост на објектот. Одредени кристални полупроводници, како што се силициум, германиум, олово сулфид и кадмиум сулфид, и сродниот полуметален селен, се силно фотоспроводливи

Примери:

• Машини за копирање
• Соларни панели
• Фотоќелии
• Инфрацрвена опрема за детекција.

Добри спроводници на топлина и електрична енергија

  Секој предмет што ефикасно пренесува топлинска или електрична енергија, или и двете, е проводник. Материјалите кои не дозволуваат топлина и електрична енергија да минуваат низ нив се изолатор.

Металите генерално ефикасно ја движат топлината и се добри топлински спроводници. Ткаенините и дрвото имаат тенденција да обезбедуваат слаба спроводливост на топлина. Општо земено, ако супстанцијата е добар спроводник на топлинска енергија, таа ќе биде и добар електричен проводник. Ова не е секогаш точно; на пример, миката е топлински спроводник, но електричен изолатор. Морната вода е слаб спроводник на топлина, но добар електричен проводник. Сепак, генерално, истото блиско пакување на атомите и релативно слободното движење на нивните електрони што ја тера топлинската енергија да се движи во супстанцијата, исто така, предизвикува движење на електричната енергија на електроните.

Чистата вода, без растворени цврсти материи, не е електрично спроводлива. Електричната струја тече полесно кога водата има повеќе растворени минерали во неа. Воздухот, мешавина од гасови, генерално не е добар спроводник на топлина или електрична енергија. Воздухот, како и водата, се смета за изолатор. Сепак, кога честичките во воздухот добиваат силен електричен полнеж од, да речеме, изградена статика (од електричното поле кога ќе удри гром или од електричното поле на далноводот), воздухот може да спроведе струја.