Back to the topics list

përçueshmëri

Përçueshmëria është procesi me të cilin diçka, si nxehtësia ose rryma elektrike, lëviz nga një substancë në një substancë tjetër. Përçueshmëria ndodh në trupat e ngurtë, lëngjet dhe gazrat. Sidoqoftë, trupat e ngurtë transferojnë energjinë në mënyrë më efikase pasi molekulat në trupat e ngurtë janë të paketuara më fort dhe molekulat janë më afër njëra-tjetrës.

• Që përçimi të ndodhë midis dy objekteve, ato duhet të prekin njëri-tjetrin.
• Që përçimi të ndodhë midis atomeve brenda të njëjtit objekt, ato gjithashtu duhet të jenë prekëse (ose gati prekëse).

Përçimi i nxehtësisë

Përçimi i nxehtësisë ndodh kur molekulat rriten në temperaturë; ato dridhen, dhe kjo dridhje dhe lëvizje e kalojnë energjinë e nxehtësisë tek molekulat përreth.

Kur dy trupa në temperatura të ndryshme mbahen në kontakt, nxehtësia rrjedh nga një trup në temperaturë të lartë në trupin në temperaturë të ulët . Energjia mesatare kinetike e substancës është një masë e temperaturës së trupit. Kur ka një rritje të energjisë mesatare kinetike të molekulave të një lënde, temperatura e saj rritet, dhe nëse ka një rënie të energjisë mesatare kinetike të molekulave të një substance, temperatura e saj zvogëlohet.

Mbajeni një tigan në zjarr. Tava shpejt nxehet, sepse nxehtësia kalon nga flaka në tigan. Tani hiqeni tiganin nga zjarri. Gradualisht tigani do të ftohet sepse nxehtësia kalon nga tigani në mjedisin përreth. Në të dyja rastet, nxehtësia rrjedh nga një objekt më i nxehtë në një objekt më të ftohtë.

Do të kishit përjetuar që nëse prekni një filxhan çaj të nxehtë, dora juaj ndjen nxehtësinë e filxhanit. Arsyeja është se një pjesë e energjisë së nxehtësisë transferohet nga filxhani në dorën tuaj. Nxehtësia kalon nga një objekt i nxehtë në një objekt të ftohtë nëse ka kontakt mes tyre. Në fizikë, themi se transferimi i nxehtësisë kërkon një medium. Përçueshmëria termike është lëvizja e nxehtësisë nga një objekt në tjetrin që ka temperatura të ndryshme kur ato prekin njëri-tjetrin. Në trupat e ngurtë, përgjithësisht, nxehtësia transferohet nga procesi i përcjelljes. Përçueshmëria termike përshkruan se sa me efikasitet një material mund të kalojë nxehtësinë përmes tij. Përcaktohet nga shpejtësia e rrjedhës së energjisë për njësi sipërfaqe kur krahasohet me një gradient të temperaturës.

Ligji i Furierit për përcjelljen e nxehtësisë: Ligji i Furierit tregon se energjia termike lëviz nga materialet më të ngrohta në materialet më të ftohta. Ligji i Furierit mund të shkruhet si

q = kAdT∕s

Në këtë ekuacion, q i referohet shpejtësisë së përcjelljes së nxehtësisë, A është zona e transferimit të nxehtësisë, k është përçueshmëria termike e materialit, dT është ndryshimi në temperaturë në të gjithë materialin dhe s i referohet se sa i trashë është materiali.

Shembuj:

• Ngrohni muskujt e shpinës me një jastëk ngrohjeje.
• Nëse jeni të ftohtë dhe dikush ju mban; nxehtësia po përçohet nga trupi i tyre në trupin tuaj dhe ju ndiheni ngrohtë.
• Kur skuqni perimet në një tigan. Transferimi i nxehtësisë bëhet nga flaka në tigan dhe më pas te perimet.

Përçimi i energjisë elektrike

Përçimi i elektricitetit ndodh për shkak të lëvizjes së grimcave të ngarkuara elektrike përmes një mediumi. Kjo lëvizje mund të rezultojë në një rrymë elektrike, e cila mund të bartet nga elektrone ose jone. Një shembull i përçueshmërisë elektrike është kur aksidentalisht ju goditet nga rryma kur prekni një tel të ndezur sepse trupi juaj përmban ujë, i cili është një përcjellës i elektricitetit. Një shembull tjetër është kur energjia elektrike kalon nëpër tela, të cilët janë përcjellës, kështu që ne mund të shikojmë TV ose të përdorim një kompjuter.

Përçueshmëria elektrike është një masë se sa mirë një material akomodon lëvizjen e një ngarkese elektrike. Në trupat e ngurtë si metalet, elektronet janë të lidhura lirshëm me atomet, për shkak të të cilave elektronet mund të lëvizin lirshëm nga atomi në atom në një objekt metalik. Kjo lëvizshmëri e elektroneve na lejon të kalojmë një rrymë elektrike përmes tij. Nëse mund të kalojmë lehtësisht një rrymë elektrike nëpër objekte, ne i quajmë përçues të mirë të energjisë elektrike. Materialet që nuk lejojnë që energjia elektrike të rrjedhë nëpër to njihen si izolues. Përçueshmëria e gjysmëpërçuesve është e ndërmjetme midis asaj të një izoluesi dhe një përcjellësi. Një "vakum perfekt", nuk përmban grimca të ngarkuara; vakumët zakonisht sillen si izolues shumë të mirë.

Përçimi në metale përshkruhet mirë nga Ligji i Ohm-it , i cili thotë se rryma është proporcionale me fushën elektrike të aplikuar. Lehtësia me të cilën shfaqet densiteti i rrymës (rryma për sipërfaqe) j në një material matet nga përçueshmëria σ , e përcaktuar si:
j = σ E,

E është fusha elektrike në atë vend dhe σ është përçueshmëria e materialit, një masë se sa lehtë lëvizin ngarkesat nëpër të.

Përçueshmëria elektrike ose rezistenca e një materiali është një veti e pandryshueshme që nuk ndryshon në lidhje me madhësinë ose formën e materialit.

Ngarkimi me përçueshmëri:
Trupat mund të ngarkohen me metodën e përcjelljes, domethënë me kontakt. Me përçueshmëri, trupi fiton të njëjtën ngarkesë si në trupin karikues.

Eksperiment: Bëni një cilindër letre duke rrotulluar një rrip letre në një laps dhe më pas duke e tërhequr butësisht lapsin. Pezulloni cilindrin e letrës me një fije të lidhur në qendër të saj. Merrni një shufër xhami dhe fërkojeni me mëndafsh në mënyrë që të ketë një ngarkesë pozitive. Prekni cilindrin e letrës me këtë shufër qelqi. Hiqeni shufrën e qelqit dhe më pas sillni përsëri shufrën e xhamit pranë cilindrit të letrës.

Ju do të vini re se cilindri i letrës zmbrapset nga shufra e qelqit, Kjo do të thotë se cilindri i letrës ka marrë një ngarkesë pozitive që është e njëjta ngarkesë si në shufrën e qelqit për shkak të përçueshmërisë.

Shembuj:

• Telat në shtëpinë tuaj përcjellin energjinë elektrike dhe lejojnë që dritat të ndizen kur rrokullisni çelësin.
• Me një telefon fiks, valët e zërit shndërrohen në energji elektrike dhe përçohen me tela në telefonin e personit tjetër ku kthehen në valë zanore.
• Rrufepritësit janë instaluar në ndërtesa për të tërhequr rrufetë për t'i goditur ato dhe për ta çuar energjinë e tyre poshtë në tokë nëpërmjet telave të bashkangjitur në vend që të dëmtojnë strukturën.
• Zemrat kanë sistemin e tyre të përcjelljes elektrike që ndodh natyrshëm. Kur një zemër rreh, sinjalet e saj elektrike bëjnë që zemra të rrahë në një ritëm të përshtatshëm.
• Nëse sistemi elektrik në zemrën e dikujt nuk funksionon siç duhet, personi mund të ketë nevojë të instalojë një stimulues kardiak për të simuluar përcjelljen.
• Jonet në ujë mund të bëjnë që ai të përçojë elektricitetin. Kjo është arsyeja pse është e rëndësishme të shmangni notin gjatë një stuhie rrufeje; nëse rrufeja godet ujin, kushdo në të rrezikon të goditet nga rryma.

Fotopërçueshmëri

Fotopërçueshmëria ndodh kur një material thith rrezatimin elektromagnetik, duke rezultuar në një ndryshim në përçueshmërinë elektrike të substancës. Rrezatimi elektromagnetik mund të shkaktohet nga diçka aq e thjeshtë sa një dritë që shkëlqen në një gjysmëpërçues ose diçka aq komplekse sa një material i ekspozuar ndaj rrezatimit gama. Kur ndodh ngjarja elektromagnetike, numri i elektroneve të lira rritet, si dhe numri i vrimave të elektroneve, duke rritur kështu përçueshmërinë elektrike të objektit. Disa gjysmëpërçues kristalorë, të tillë si silici, germani, sulfidi i plumbit dhe sulfidi i kadmiumit, dhe seleni gjysmëmetal përkatës, janë shumë fotopërçues.

Shembuj:

• Makinat e kopjimit
• Panele diellore
• Fotocelat
• Pajisjet e zbulimit infra të kuqe.

Përçues të mirë të nxehtësisë dhe energjisë elektrike

  Çdo objekt që transferon energji termike ose elektrike, ose të dyja, në mënyrë efikase është një përcjellës. Materialet që nuk lejojnë që nxehtësia dhe energjia elektrike të kalojnë nëpër to janë një izolues.

Metalet në përgjithësi lëvizin nxehtësinë në mënyrë efikase dhe janë përcjellës të mirë të nxehtësisë. Pëlhurat dhe druri priren të sigurojnë përçueshmëri të dobët të nxehtësisë. Në përgjithësi, nëse një substancë është një përcjellës i mirë i energjisë termike, do të jetë gjithashtu një përcjellës i mirë elektrik. Kjo nuk është gjithmonë e vërtetë; për shembull, mika është një përcjellës nxehtësie, por një izolues elektrik. Uji i kripur është një përcjellës i dobët i nxehtësisë, por një përcjellës i mirë elektrik. Prapëseprapë, në përgjithësi, e njëjta grumbullim i ngushtë i atomeve dhe lëvizja relativisht e lirë e elektroneve të tyre që bën që energjia termike të lëvizë në substancë gjithashtu bën që energjia elektrike e elektroneve të lëvizë.

Uji i pastër, pa lëndë të ngurta të tretura, nuk është përçues elektrik. Rryma elektrike rrjedh më lehtë kur uji ka më shumë minerale të tretura në të. Ajri, një përzierje e gazrave, në përgjithësi nuk është një përcjellës i mirë as i nxehtësisë, as i energjisë elektrike. Ajri, si uji, konsiderohet një izolues. Megjithatë, kur grimcat në ajër marrin një ngarkesë të fortë elektrike nga, të themi, statike e ndërtuar (nga një fushë elektrike kur është gati të godasë rrufeja ose nga fusha elektrike e një linje energjie), ajri mund të përçojë elektricitetin.