ջերմաստիճան

Температура. Իր հիմունքների համապարփակ ուսումնասիրություն, չափում, էֆեկտներ եւ ծրագրեր

I. ջերմաստիճանը սահմանելը. Մանրադիտակային հեռանկար

Հիմնավոր ջերմաստիճանը ֆիզիկական քանակ է, որն արտահայտում է նյութի տաքությունը կամ սառնությունը: Դա բաղկացուցիչ մասերի (ատոմներ կամ մոլեկուլներ) միջին կինետիկ էներգիայի մակրոոսկոպիկ դրսեւորում է այդ նյութի մեջ: Որքան բարձր է ջերմաստիճանը, այնքան ավելի մեծ է այս մասնիկների միջին կինետիկ էներգիան, ինչը հանգեցնում է ավելի ուժեղ շարժման – թարգմանություն, թրթռում եւ ռոտացիա: Ընդհակառակը, ցածր ջերմաստիճանը նշանակում է նվազեցված կինետիկ էներգիա եւ նվազեցված մասնիկների շարժում:

Դա շատ կարեւոր է ջերմաստիճանը ջերմությունից տարբերելու համար: He երմությունը էներգիայի փոխանցում է երկու համակարգերի ջերմաստիճանի տարբերության պատճառով: M երմաստիճանը, մյուս կողմից, պետական ​​փոփոխական է, որը նկարագրում է համակարգի ներքին էներգիան: Համակարգին ջերմություն ավելացնելը կարող է մեծացնել իր ջերմաստիճանը, բայց միշտ չէ, որ այդպես է, մասնավորապես փուլային անցումներում (օրինակ, հալվում կամ եռում)

Բացարձակ զրոյական կետում (0 Kelvin կամ -273.15 ° C) Այս բացարձակ զրոյական կետը ծառայում է որպես Քելվինի մասշտաբի հիմք, ջերմաստիճանի բացարձակ սանդղակ, որտեղ զրոյական քելվինը ներկայացնում է ջերմային էներգիայի բացակայությունը:

II. Temperature երմաստիճանի չափում. Ther երմաչափություն եւ ջերմաստիճանի կշեռքներ

Չափիչ ջերմաստիճանի գիտությունը հայտնի է որպես ջերմաչափություն: Տարբեր մեթոդներ եւ սարքեր օգտագործվում են ջերմաստիճանը քանակականացնելու համար, յուրաքանչյուրը, որը հիմնված է տարբեր ֆիզիկական սկզբունքների վրա եւ կիրառվում է հատուկ ջերմաստիճանի միջակայքում:

• A. Հեղուկի ապակու ջերմաչափեր. Սրանք ջերմաչափի ամենատարածված տեսակն են, օգտագործելով հեղուկ (սովորաբար սնդիկ կամ ալկոհոլ) ջերմային ընդլայնումը ապակե մազանոթային խողովակի մեջ: Քանի որ ջերմաստիճանը մեծանում է, հեղուկը ընդլայնվում է, բարձրանալով խողովակի մեջ: Հեղուկ սյունակի բարձրությունը այնուհետեւ փոխկապակցված է ջերմաստիճանի ընթերցման հետ `հիմնվելով տրամաչափված մասշտաբի վրա: Հեղուկի ապակու ջերմաչափերը համեմատաբար էժան են եւ հեշտ օգտագործման համար, բայց սահմանափակումներ ունեն ճշգրտության եւ միջակայքի մեջ: Մերկուրի ջերմաչափերն այժմ մեծապես դուրս են գալիս սնդիկի թունավորության պատճառով:

• B. Bimetallic շերտի ջերմաչափեր. Այս ջերմաչափերը ապավինում են միասին կապված երկու անհամապատասխան մետաղների դիֆերենցիալ ընդլայնմանը: Երբ ջերմաստիճանը փոխվում է, երկու մետաղները ընդլայնվում կամ պայմանավորվում են տարբեր տեմպերով, պատճառելով, որ Bimetallic շերտը թեքվի: Այս ճկումը համաչափ է ջերմաստիճանի փոփոխությանը եւ կարող է կապված լինել ցուցիչի հետ հավաքածուի վրա: Bimetallic Strip ջերմաչափերը հաճախ օգտագործվում են ջերմաչափերի եւ վառարանների մեջ `իրենց կայունության եւ պարզության պատճառով:

• C. դիմադրության ջերմաչափեր (RTDS): Դիմադրության ջերմաստիճանի դետեկտորներն օգտագործում են այն սկզբունքը, որ մետաղի էլեկտրական դիմադրությունը ջերմաստիճանի միջոցով: Պլատինը սովորաբար օգտագործվում է որպես դիմադրողական տարր, դրա կայունության եւ դիմադրության ջերմաստիճանի ջերմաստիճանի գործակիցի պատճառով: RTDS- ն առաջարկում է բարձր ճշգրտություն եւ կայունություն ջերմաստիճանի լայն տեսականիով, դրանք հարմար դարձնելով արդյունաբերական եւ գիտական ​​ծրագրերի համար: Դրանք պահանջում են արտաքին էներգիայի աղբյուր եւ ազդանշանային օդափոխման միացում:

• D. Thermocouples: Thermocouples- ը հիմնված է Seebeck Effect- ի վրա, որը նշում է, որ լարման (ջերմաէլեկտրական EMF) ստեղծվում է երկու տարբեր մետաղների հանգույցում, երբ ենթարկվում է ջերմաստիճանի տարբերության: Այս լարման համամասն է տաք հանգույցի (չափիչ հանգույց) եւ սառը հանգույցի (հղման հանգույց) ջերմաստիճանի տարբերության համաչափ: Thermocouples- ը ամուր է, համեմատաբար էժան եւ կարող է չափել ջերմաստիճանը շատ լայն տեսականիով: Մետաղների տարբեր համադրությունները զիջում են տարբեր ջերմապակի տեսակներ `տարբեր զգայունություններով եւ ջերմաստիճանի տողերով:

• E. E. Թերմիստորներ. Թերմիստորները կիսահաղորդչային սարքեր են, որոնց դիմադրությունը զգալիորեն փոխվում է ջերմաստիճանի հետ: Դրանք սովորաբար պատրաստված են մետաղական օքսիդներից եւ ցուցադրում են բարձր ջերմաստիճանի զգայունություն: M երմաստիճանները մատչելի են երկու տեսակի մեջ, բացասական ջերմաստիճանի գործակից (NTC) ջերմաստիճաններով, որոնց դիմադրությունը նվազում է ջերմաստիճանի բարձրացման եւ ջերմաստիճանի դրական գործակիցի (PTC) ջերմաստիճանի միջոցով: M երմաստիճանները սովորաբար օգտագործվում են էլեկտրոնային սխեմաներում ջերմաստիճանի զգայունության եւ վերահսկման համար:

• F. Ինֆրակարմիր ջերմաչափեր (պիրոմետր). Ինֆրակարմիր ջերմաչափերը չափում են ջերմաստիճանը `հայտնաբերելով օբյեկտի կողմից արտանետվող ինֆրակարմիր ճառագայթումը: Արտանետվող ինֆրակարմիր ճառագայթման քանակը համամասն է օբյեկտի ջերմաստիճանի հետ: Այս ջերմաչափերը ոչ կոնտակտ են, ինչը թույլ է տալիս ջերմաստիճանի չափումները հեռվից: Դրանք լայնորեն օգտագործվում են արդյունաբերական գործընթացներում, բժշկական ծրագրերում եւ ախտորոշման մեջ: Ինֆրակարմիր ջերմաչափերի ճշգրտությունը կախված է չափվող օբյեկտի արտանետումից:

• Գ. Թվային ջերմաչափեր. Թվային ջերմաչափերը օգտագործում են էլեկտրոնային ցուցիչներ `ջերմաստիճանը չափելու եւ ընթերցումը Digital էկրանին ցուցադրելու համար: Նրանք հաճախ ներառում են ջերմաստիճանի տարբեր տվիչների տարբեր տեսակներ, ինչպիսիք են ջերմամստերը կամ ջերմապուշները: Թվային ջերմաչափերն առաջարկում են բարձր ճշգրտություն, օգտագործման հեշտություն եւ առանձնահատկություններ, ինչպիսիք են տվյալների ծառահատումները եւ ազդանշանային գործառույթները:

Temperature երմաստիճանի կշեռքներ.

• Celsius (° C): Celsius սանդղակը ջերմաստիճանի հարաբերական մասշտաբ է, որտեղ սահմանվում է 0 ° C, քանի որ ջրի սառեցման կետը եւ 100 ° C- ն սահմանվում են որպես ստանդարտ մթնոլորտային ճնշման եռացող կետ:

• Fahrenheit (° F): Fahrenheit սանդղակը նաեւ ջերմաստիճանի հարաբերական մասշտաբի է, որտեղ 32 ° F սահմանվում է, քանի որ ջրի սառեցման կետը եւ 212 ° F- ն սահմանվում են որպես ջրի եռացող կետ ստանդարտ մթնոլորտային ճնշման վրա:

• Kelvin (k): Kelvin Scale- ը ջերմաստիճանի բացարձակ սանդղակն է, որտեղ 0 k (բացարձակ զրո) հնարավոր ամենացածր ջերմաստիճանն է: Մեկ kelvin- ի չափը նույնն է, ինչ մեկ աստիճանի ջերմաստիճանի չափը: Celsius- ի եւ Kelvin- ի փոխհարաբերությունները հետեւյալն են. K = ° C + 273.15.

• Rankine (° R): Cance անկացած ջերմաստիճանի սանդղակն այն բացարձակ ջերմաստիճանի սանդղակն է, որտեղ 0 ° r- ը բացարձակ զրո է: Մեկ զանգի աստիճանի չափը հավասար է մեկ Fahrenheit աստիճանի չափին: Fahrenheit- ի եւ Rankine- ի փոխհարաբերությունները հետեւյալն են. ° r = ° F + 459.67:

III. Ջերմաստիճանի հետեւանքները նյութի վրա

Ջերմաստիճանը խորապես ազդում է նյութի ֆիզիկական հատկությունների եւ պահվածքի վրա: Այս հետեւանքները նկատվում են նյութի բոլոր պետություններում `պինդ, հեղուկ եւ գազ:

• A. Ther երմային ընդլայնում. Որպես ջերմաստիճանի բարձրացում, նյութերի մեծ մասը ընդլայնվում է ծավալով: Դա այն է, որ բաղկացուցիչ մասնիկների կինետիկ էներգիան նրանց առաջացնում է ավելի հեռու: Ընդարձակման աստիճանը տատանվում է կախված նյութից եւ ջերմաստիճանի փոփոխությունից: Ther երմային ընդլայնումը քանակականացվում է գծային, տարածքի եւ ծավալի ընդլայնման գործակիցների կողմից: Ther երմային ընդլայնումը կարեւորագույն նկատառում է ինժեներական ձեւավորման մեջ, մասնավորապես կամուրջների եւ շենքերի նման կառույցներում, որտեղ ընդգրկված են ընդլայնման հոդերը `չափսերի ջերմաստիճանի պայմանների փոփոխությունները տեղավորելու համար:

• B. Փուլերի անցում. Temperature երմաստիճանը նյութի փուլի առանցքային որոշիչ է: Որպես ջերմաստիճանի բարձրացում, մի նյութ կարող է անցնել ամուրից հեղուկ (հալեցում), հեղուկից մինչեւ գազ (եռացում): Այս փուլային անցումները տեղի են ունենում հատուկ ջերմաստիճանում, որոնք հայտնի են որպես հալման կետեր, եռացող կետեր եւ ենթահանձնարարական կետեր: Այս անցումային ջերմաստիճանը կախված է ճնշումից: Առանց դրա ջերմաստիճանը փոխելու համար նյութի փուլի փոփոխման համար անհրաժեշտ էներգիան կոչվում է լատենտային ջերմություն:

• Գ. Քիմիական ռեակցիայի տոկոսադրույքները. Temperature երմաստիճանը զգալիորեն ազդում է քիմիական ռեակցիաների տեմպերի վրա: Ընդհանրապես, ռեակցիայի տոկոսադրույքները մեծանում են ջերմաստիճանի բարձրացման միջոցով: Դա այն է, որ ավելի բարձր ջերմաստիճաններն ավելի շատ էներգիա են տրամադրում ռեակտիվ մոլեկուլների համար `հաղթահարելու համար անհրաժեշտ է ակտիվացման էներգիայի խոչընդոտը: Մարմնիուսի հավասարումը քանակականացնում է ջերմաստիճանի եւ արձագանքման մակարդակի միջեւ փոխհարաբերությունները: Որոշ դեպքերում չափազանց բարձր ջերմաստիճանը կարող է հանգեցնել մոլեկուլների տարրալուծմանը, խոչընդոտելով ռեակցիայի տոկոսադրույքները:

• D. Էլեկտրական հաղորդունակություն. Էլեկտրական հաղորդունակության վրա ջերմաստիճանի ազդեցությունը տատանվում է կախված նյութից: Մետալներում էլեկտրական հաղորդունակությունը սովորաբար նվազում է ջերմաստիճանի բարձրացման միջոցով, վանդակապատերի թրթռմամբ էլեկտրաէներգիայի ցրման պատճառով: Կիսահաղորդիչներում էլեկտրական հաղորդունակությունը հաճախ մեծանում է ջերմաստիճանի բարձրացման միջոցով `լիցքավորվող փոխադրողների ավելացման պատճառով:

• E. մածուցիկություն. Մանրածախություն, հեղուկի դիմադրության չափը հոսքի նկատմամբ, ընդհանուր առմամբ ջերմաստիճանի կախված է: Հեղուկներում, մածուցիկությունը սովորաբար նվազում է ջերմաստիճանի բարձրացման միջոցով, քանի որ կինետիկ էներգիան թույլ է տալիս մոլեկուլներին ավելի հեշտությամբ անցնել միմյանց: Գազերով, մածուցիկությունը սովորաբար մեծանում է ջերմաստիճանի բարձրացման միջոցով, քանի որ մոլեկուլային բարձրացումների բարձրացումը հանգեցնում է ավելի մեծ թափի փոխանցման:

• F. Press նշում. Հաստատված ծավալի միջոցով տրված քանակի համար ճնշումը ուղղակիորեն համաչափ է ջերմաստիճանի (գեյ-լուսասի օրենք): Temperature երմաստիճանի բարձրացումը մեծացնում է գազի մոլեկուլների միջին կինետիկ էներգիան, ինչը հանգեցնում է ավելի հաճախակի եւ ուժային բախումների բեռնարկղի պատերին, դրանով իսկ մեծացնելով ճնշումը: Այս սկզբունքը հիմնարար է տարբեր ծրագրերում գազերի պահվածքը հասկանալու, ներքին այրման շարժիչների եւ սառնարանային համակարգերի:

• Գ. Նյութական ուժ. Նյութերի մեխանիկական ուժը կարող է զգալիորեն ազդել ջերմաստիճանի վրա: Բարձրացված ջերմաստիճանում նյութեր կարող են ցուցադրվել բերքատվության ուժի, առաձգական ուժ եւ սողացող դիմադրություն: Creep- ը կայուն նյութի տենդենց է կայուն մեխանիկական սթրեսի տակ մշտապես դեֆորմացնելու համար, հատկապես բարձր ջերմաստիճանում: Նյութական ուժի կախվածության կախվածությունը հասկանալը շատ կարեւոր է այն կառույցների եւ բաղադրիչների նախագծման մեջ, որոնք գործում են ծայրահեղ ջերմաստիճանի միջավայրում:

IV. Temperature երմաստիճանը կենսաբանական համակարգերում

Temperature երմաստիճանը կրիտիկական դեր է խաղում կենսաբանական համակարգերում, ազդելով կենսաքիմիական ռեակցիաների տեմպերի, սպիտակուցների եւ նուկլեինաթթուների կայունության եւ օրգանիզմների ընդհանուր ֆիզիոլոգիայի վրա:

• A. FENZYME Գործունեություն. Ֆերմենտներ, կենսաբանական կատալիզատորներ, որոնք արագացնում են կենսաքիմիական ռեակցիաները, խիստ զգայուն են ջերմաստիճանի նկատմամբ: Յուրաքանչյուր ֆերմենտ ունի ջերմաստիճանի օպտիմալ միջակայք, որի շրջանակներում այն ​​գործում է առավել արդյունավետ: Օպտիմալից ցածր ջերմաստիճանում ֆերմենտային գործունեությունը նվազում է մոլեկուլների կինետիկ էներգիայի նվազեցման պատճառով: Օպտիմալից բարձր ջերմաստիճանում, ֆերմենտները կարող են զրկել, կորցնելով իրենց եռաչափ կառուցվածքը եւ կատալիթյիկական գործունեությունը:

• Բ. ՆԵՐԿԱՅԱՈՒՉՈՒԹՅՈՒՆ. Նյութափոխանակության մակարդակը, այն դրույքաչափը, որով օրգանիզմը սպառում է էներգիա, ազդում է ջերմաստիճանի վրա: Էեկտոթերմիկ օրգանիզմներում (սառը արյունոտ կենդանիներ) մարմնի ջերմաստիճանը մեծապես որոշվում է արտաքին միջավայրի կողմից, իսկ նյութափոխանակության մակարդակը բարձրացնում է ջերմաստիճանը: Էնդոթերմիկ օրգանիզմներում (տաք արյունոտ կենդանիներ), մարմնի ջերմաստիճանը կարգավորվում է ներքին, եւ նյութափոխանակության մակարդակը պահպանվում է համեմատաբար կայուն բնապահպանական ջերմաստիճանի մի շարք ավելի քան մի շարք: Այնուամենայնիվ, նույնիսկ էնդերմերմեր, ծայրահեղ ջերմաստիճանը կարող է ազդել նյութափոխանակության մակարդակի վրա:

• C. Սպիտակուց եւ նուկլեինաթթվի կայունություն. Սպիտակուցների եւ նուկլեինաթթուների կայունությունը, հիմնական կենսաչափականությունները ջերմաստիճանի կախվածությունն է: Բարձր ջերմաստիճանը կարող է առաջացնել սպիտակուցներ, որոնք պետք է բացվեն (ժխտողական) եւ նուկլեինաթթուներ, որպեսզի բաժանվեն միայնակ տողերի: Սա կարող է խանգարել դրանց գործառույթը եւ հանգեցնել բջջային վնասների: Ընդհակառակը, ցածր ջերմաստիճանը կարող է դանդաղեցնել կենսաբանական գործընթացները եւ պահպանել կենսագրական հաշվարկների ամբողջականությունը:

• D. HomeOstasis: Շատ օրգանիզմներ պահպանում են ներքին մարմնի կայուն ջերմաստիճանը `տնային տնտեսություն, որը կոչվում է HomeOstasis: Սա ներառում է բարդ ֆիզիոլոգիական մեխանիզմներ, որոնք կարգավորում են ջերմության արտադրությունը եւ ջերմության կորուստը: Օրինակ, մարդկանց մեջ ուղեղի հիպոթալամուսը հանդես է գալիս որպես ջերմոստատ, մարմնի ջերմաստիճանը կարգավորելով մաշկի վրա քրտնարտադրությամբ եւ արյան հոսքի փոփոխությունների միջոցով:

• E. Հարմարեցում ծայրահեղ ջերմաստիճաններին. Որոշ օրգանիզմներ զարգացել են ուշագրավ հարմարեցումներ, ծայրահեղ ջերմաստիճանի միջավայրում գոյատեւելու համար: Thermophilic մանրէները ծաղկում են տաք աղբյուրների եւ հիդրոթերմային օդափոխման մեջ, մինչդեռ հոգեբուժական մանրէները բարգավաճում են սառույցի եւ սառցադաշտերի մեջ: Այս օրգանիզմներն ունեն եզակի ֆերմենտներ եւ բջջային կառույցներ, որոնք թույլ են տալիս օպտիմալ գործել այս ծայրահեղ ջերմաստիճանում:

• F. Fever: Կաթնասունների մեջ տենդը մարմնի ջերմաստիճանի ժամանակավոր աճ է, որը հաճախ առաջացել է վարակի կամ բորբոքման հետեւանքով: Դա մարմնի իմունային պատասխանի մի մասն է, քանի որ բարձրացված ջերմաստիճանը կարող է խանգարել պաթոգենի աճին եւ բարձրացնել իմունային բջիջների գործունեությունը:

• Գ. Ձմեռացում եւ տորպոր. Որոշ կենդանիներ մտնում են քունի ժամանակաշրջան, ինչպիսիք են ձմեռումը կամ տորպորը, էներգիան պահպանելու ցուրտ ջերմաստիճանի եւ սննդի սակավության ժամանակահատվածներում: Այս ժամանակահատվածներում մարմնի ջերմաստիճանը զգալիորեն նվազում է, եւ նյութափոխանակության մակարդակը կտրուկ դանդաղում է:

V. Temperature երմաստիճանը բնապահպանական համակարգերում

Temperature երմաստիճանը հիմնարար պարամետր է բնապահպանական համակարգերում, ազդելով եղանակի ձեւերի, կլիմայի փոփոխության եւ բույսերի եւ կենդանիների կյանքի բաշխման վրա:

• A. Եղանակը եւ կլիման. M երմաստիճանի գրադիենտները մթնոլորտում վարում են եղանակային նախշերը, ինչպիսիք են քամիները եւ տեղումները: Հասարակածի եւ բեւեռների միջեւ ջերմաստիճանի տարբերությունները ստեղծում են շրջակա շրջանառության լայնածավալ նախշեր, որոնք ջերմության տարածում են ամբողջ աշխարհում: Կլիմա, տարածաշրջանում եղանակային երկարաժամկետ միջին պայմանները նույնպես ուժեղ ազդեցություն են ունենում ջերմաստիճանի վրա:

• Բ. Կլիմայի փոփոխություն. Երկրի կլիման տաքացում է մթնոլորտում ջերմոցային գազի կոնցենտրացիաների աճի պատճառով, հիմնականում մարդկային գործունեությունից, ինչպիսիք են այրվող բրածո վառելիքը: Այս տաքացումը առաջացնում է մի շարք շրջակա միջավայրի վրա, ներառյալ ծովի մակարդակի բարձրացումը, սառցադաշտերի եւ սառցե թերթերի հավաքումը եւ տեղումների ձեւերի փոփոխությունները:

• Գ. Օվկիանոսի ջերմաստիճանը. Օվկիանոսի ջերմաստիճանը կարեւոր դեր է խաղում գլոբալ կլիմայի կարգավորմանը եւ ծովային էկոհամակարգերին աջակցելու գործում: Օվկիանոսի հոսանքները ջերմություն են տարածում ամբողջ աշխարհում, եւ օվկիանոսի ջերմաստիճանի փոփոխությունները կարող են ազդել եղանակի նախշերի եւ ծովային կյանքի վրա: Օվկիանոսի թթվայնացումը, որը առաջացել է մթնոլորտից ավելորդ ածխաթթու գազի կլանման հետեւանքով, նույնպես ազդում է ծովային օրգանիզմների վրա:

• D. Հողի ջերմաստիճանը. Հողի ջերմաստիճանը ազդում է բույսերի աճի, տարրալուծման տոկոսադրույքների եւ հողի օրգանիզմների գործունեության վրա: Հողի ջերմաստիճանը ազդում է այնպիսի գործոնների վրա, ինչպիսիք են արեւային ճառագայթումը, օդի ջերմաստիճանը եւ հողի խոնավության պարունակությունը:

• E. Օդի որակը. Temperature երմաստիճանը կարող է ազդել օդի որակի վրա `ազդելով աղտոտիչների ձեւավորման եւ ցրման վրա: Բարձր ջերմաստիճանը կարող է նպաստել գետնի մակարդակի օզոնի ձեւավորմանը, մտրակի հիմնական բաղադրիչ: Temperature երմաստիճանի փոսերներ, որտեղ տաք օդի թակարդի մի շերտ է ընկնում գետնին մոտակայքում, կարող է նաեւ թակարդել աղտոտիչները եւ հանգեցնել օդի վատ որակի:

• F. էկոհամակարգի բաշխում. Temperature երմաստիճանը խոշոր գործոն է `աշխարհի եւ կենդանիների տեսակների բաշխումը ամբողջ աշխարհում: Տարբեր տեսակներ ունեն ջերմաստիճանի տարբեր հանդուրժողականություն, եւ ջերմաստիճանի փոփոխությունները կարող են տեղափոխել տեսակները եւ փոփոխել էկոհամակարգի կառուցվածքը:

• G. PermaFrost հալեցում. Mermafrost- ը, մշտապես սառեցված հողը, հալվում է բազմաթիվ Արկտիկական շրջաններում `կլիմայի տաքացման պատճառով: Այս հալածումը թողարկում է մեծ քանակությամբ մեթանի եւ ածխաթթու գազ, ուժեղ ջերմոցային գազեր, մթնոլորտում, հետագա արագացնող կլիմայի փոփոխությունը: Այն նաեւ ապակայունացնում է գետնին, ինչը հանգեցնում է ենթակառուցվածքների վնասի եւ էկոհամակարգի խանգարման:

Vi. Ջերմաստիճանի արդյունաբերական եւ տեխնոլոգիական ծրագրեր

Temperature երմաստիճանի վերահսկումը եւ չափումը անհրաժեշտ են արդյունաբերական եւ տեխնոլոգիական ծրագրերի լայն տեսականիով:

• A. Արտադրության գործընթացներ. Temperature երմաստիճանի վերահսկումը շատ կարեւոր է արտադրական շատ գործընթացներում, ինչպիսիք են մետաղների ջերմամշակումը, քիմիական սինթեզը եւ սննդի վերամշակումը: Temperature երմաստիճանի ճշգրիտ հսկողությունը ապահովում է արտադրանքի որակը եւ հետեւողականությունը:

• Բ. Էլեկտրաէներգիա. Էլեկտրաէներգիայի բույսերը ապավինում են ջերմաստիճանի տարբերություններին `էլեկտրաէներգիա առաջացնելու համար: FOSSIL վառելիքի էլեկտրակայաններ, ատոմակայաններ եւ երկրաջերմային էլեկտրակայաններ Բոլորը օգտագործում են ջերմություն, գոլորշի արտադրելու համար, որոնք շարժում են տուրբիններ:

• C. Սառնարանային եւ օդորակիչ. Սառնարանային եւ օդորակման համակարգերը օգտագործում են ջերմային սկզբունքները `ջերմությունը մեկ վայրից մյուսը փոխանցելու համար, պահպանելով ցանկալի ջերմաստիճանը: Այս համակարգերը անհրաժեշտ են սննդի պահպանման, հարմարավետության հովացման եւ արդյունաբերական գործընթացների համար:

• D. Էլեկտրոնիկա. Temperature երմաստիճանի վերահսկումը կարեւոր է էլեկտրոնիկայում `կանխելու գերտաքացումը եւ ապահովել հուսալի գործողություն: Էլեկտրոնային բաղադրիչները ջերմություն են առաջացնում շահագործման ընթացքում, եւ ավելորդ ջերմությունը կարող է հանգեցնել բաղադրիչի ձախողման: He երմային լվացարանները եւ հովացման երկրպագուները հաճախ օգտագործվում են ջերմային սարքերից ջերմություն ցրելու համար:

• E. Aerospace: Ավիատիեզերական դիմումները ներառում են ծայրահեղ ջերմաստիճանի տատանումներ: Ինքնաթիռներն ու տիեզերանավը մեծ ջերմաստիճան են զգում մթնոլորտային վերաարտադրության եւ տարածության ցածր ջերմաստիճանի ընթացքում: Ավիատիեզերական դիմումներում օգտագործված նյութերը պետք է կարողանան դիմակայել ջերմաստիճանի այս ծայրահեղ պայմաններին:

• F. Բժշկական դիմումներ. Temperature երմաստիճանի չափումը դեղամիջոցների հիմնարար ախտորոշման գործիք է: Մարմնի ջերմաստիճանը կարող է ցույց տալ վարակի կամ այլ բժշկական պայմաններ: Temperature երմաստիճանի վերահսկումը կարեւոր է նաեւ բժշկական ընթացակարգերում, ինչպիսիք են վիրահատությունը եւ կրիոթերապիան:

• Գ. Նյութեր Գիտություն. Temperature երմաստիճանը կարեւոր դեր է խաղում նյութերի մշակման եւ բնութագրման գործում: He երմային մաքրման գործընթացները, ինչպիսիք են օծելը եւ քավելը, օգտագործվում են նյութերի հատկությունները փոփոխելու համար: Temperature երմաստիճանի կախվածության տեխնիկան, ինչպիսիք են դիֆերենցիալ սկանավորման կալորիա (DSC) եւ ջերմաչափական վերլուծություն (TGA), օգտագործվում են նյութերի ջերմային պահվածքը ուսումնասիրելու համար:

VII. Ջերմաստիճանի հետ կապված առաջադեմ հասկացություններ

Temperature երմաստիճանի հիմնական ընկալումից այն կողմ, մի քանի առաջադեմ հասկացություններ են նայում իր բարդությունների եւ հետեւանքների մեջ:

• A. Thermodynamics: Temperature երմաստիճանը ջերմոդինամիկայում կենտրոնական հայեցակարգ է, էներգիայի ուսումնասիրությունը եւ դրա վերափոխումները: Թերմոդինամիկայի օրենքները կառավարում են ֆիզիկական համակարգերում էներգիայի պահվածքը, եւ ջերմաստիճանը հիմնական պարամետր է այս օրենքներում:

• Բ. Վիճակագրական մեխանիզմներ. Վիճակագրական մեխանիկն ապահովում է ջերմաստիճանի մանրադիտակային բացատրություն `հիմնվելով մեծ թվով մասնիկների վիճակագրական պահվածքի վրա: Այն կապում է մակրոոսկոպիկ հատկությունները, ինչպիսիք են ջերմաստիճանը անհատական ​​մասնիկների միջին կինետիկ էներգիան:

• C. Blackbody Radiation: Blackbody- ը իդեալականացված առարկա է, որը կլանում է դրա վրա էլեկտրամագնիսական ճառագայթային բոլոր դեպքերը: Սեւից արտանետվող ճառագայթման սպեկտրը կախված է միայն դրա ջերմաստիճանից: Այս սկզբունքը օգտագործվում է աստղագիտության մեջ `աստղերի եւ այլ երկնային օբյեկտների ջերմաստիճանը որոշելու համար:

• D. Cryogenics: Cryogenics- ը այս ջերմաստիճանում չափազանց ցածր ջերմաստիճանի եւ երեւույթների ուսումնասիրությունն է: Կրոնոգեն ջերմաստիճանը օգտագործվում է մի շարք ծրագրերում, ինչպիսիք են գերհաղորդականությունը, մագնիսական ռեզոնանսային պատկերումը (MRI) եւ հրթիռային շարժիչ:

• E. Պլազմայի ֆիզիկա. Պլազմը, գործի չորրորդ նահանգը, բարձր ջերմաստիճանի իոնացված գազ է: Temperature երմաստիճանը պլազմային ֆիզիկայի հիմնական պարամետր է, ազդելով պլազմային մասնիկների պահվածքի եւ պլազմային սարքերի հատկությունների վրա:

• F. գերտերություն. SuperConductivity- ը երեւույթ է, որտեղ որոշակի նյութեր ցույց են տալիս զրոյական էլեկտրական դիմադրություն կրիտիկական ջերմաստիճանից ցածր: Այս կրիտիկական ջերմաստիճանը սովորաբար շատ ցածր է, որը պահանջում է կրիոգեն սառեցում:

• Գ. Բոզ-Էյնշտեյնի խտացում. Bose-Einstein Condensation (BEC) նյութի վիճակ է, որը տեղի է ունենում ծայրաստիճան ցածր ջերմաստիճանում, մոտ է բացարձակ զրոյի: Այս վիճակում, բոզաների մեծ մասը (ամբողջական թիվ պտտվող մասնիկներով) գրավում է ամենացածր քվանտային պետությունը, ձեւավորելով մակրոոսկոպիկ քվանտային համակարգ:

VIII. Temperature երմաստիճանի չափման եւ վերահսկման հետագա միտումները

Temperature երմաստիճանի չափման եւ վերահսկողության ոլորտը անընդհատ զարգանում է, առաջնորդվում է տեխնոլոգիայի առաջխաղացումներով եւ ջերմաստիճանի ավելի ճշգրիտ, հուսալի եւ արդյունավետ կառավարման անհրաժեշտության:

• A. Նանոտեխնոլոգիայի վրա հիմնված ցուցիչներ. Նանոտեխնոլոգիան հնարավորություն է տալիս զարգացնել խիստ զգայուն եւ մանրանկարչության ջերմաստիճանի ցուցիչների զարգացումը: Նանոմ նյութերը, ինչպիսիք են ածխածնային նանթուբը եւ նանուիրները, ցուցադրում են եզակի ջերմային հատկություններ, որոնք կարող են շահագործվել ջերմաստիճանի զգայարանների համար:

• B. Անլար ջերմաստիճանի տվիչներ. Անլար ջերմաստիճանի տվիչները դառնում են ավելի հանրաճանաչ, թույլ տալով հեռավոր ջերմաստիճանի մոնիտորինգը տարբեր ծրագրերում: Այս ցուցիչները կարող են անլար կերպով փոխանցել տվյալների մոնիտորինգի համակարգը, վերացնելով լարային կապերի անհրաժեշտությունը:

• C. Արհեստական ​​հետախուզություն (AI) եւ մեքենայական ուսուցում (ML) ջերմաստիճանի վերահսկման համար. AI- ն եւ ML- ն օգտագործվում են խելացի ջերմաստիճանի կառավարման համակարգեր մշակելու համար, որոնք կարող են օպտիմալացնել ջերմաստիճանի պարամետրերը `իրական ժամանակի տվյալների եւ կանխատեսելի մոդելների հիման վրա: Այս համակարգերը կարող են բարելավել էներգիայի արդյունավետությունը եւ նվազեցնել գործառնական ծախսերը:

• D. Ընդլայնված ջերմաէլեկտրական նյութեր. Mo երմաէլեկտրական նյութերը կարող են ջերմային էներգիան ուղղակիորեն վերածել էլեկտրական էներգիայի եւ հակառակը: Հետազոտությունները կենտրոնացած են ավելի արդյունավետ ջերմաէլեկտրական նյութեր մշակելու վրա, որոնք կարող են օգտագործվել թափոնների ջերմության վերականգնման եւ պինդ վիճակի սառնարանների համար:

• E. Քվանտային ջերմաչափություն. Քվանտային ջերմաչափությունը օգտագործում է քվանտային մեխանիկական սկզբունքներ `աննախադեպ ճշգրտությամբ եւ զգայունությամբ ջերմաստիճանը չափելու համար: Այս տեխնիկան ունի ֆիզիկայի հիմնարար հետազոտությունների եւ առաջադեմ տեխնոլոգիայի հնարավոր ծրագրեր:

• F. Hyperspectral ջերմային պատկերացում. Hyperspectrectral ջերմային պատկերումը մանրամասն տեղեկություններ է տալիս ջերմաստիճանի բաշխման եւ օբյեկտների նյութական կազմի մասին: Այս տեխնոլոգիան օգտագործվում է մի շարք ծրագրերում, ինչպիսիք են բժշկական ախտորոշումը, շրջակա միջավայրի դիտանցումը եւ արդյունաբերական տեսչությունը:

• Գ. Ինքնավստահ ջերմաստիճանի տվիչներ. Ինքնավնասունակ ջերմաստիճանի տվիչների մշակում, որոնք տնտեսությունից էներգիա են բերում էներգիա (օրինակ, արեւային էներգիա, ջերմային էներգիա) վերացնում է մարտկոցների անհրաժեշտությունը եւ հնարավորություն է տալիս երկարաժամկետ, ինքնավար ջերմաստիճանի մոնիտորինգ: