Hunhu hweMagetsi neHkupisa hweSimbi
Simbi dziripo muhupenyu hwedu hwezuva nezuva, dzichishanda mabasa akakosha mumabasa akasiyana-siyana, kubva pakuvaka nekutakura kusvika kumagetsi nemidziyo yekicheni. Chimwe chezvikonzero zvikuru zvekushandiswa uku kwakapararira musanganiswa wezvinhu zvemagetsi nekupisa zviri musimbi. Kunzwisisa zvinhu izvi kwakakosha kune mainjiniya, masayendisiti, uye vanofarira vanoda kushandisa zvizere kugona kwezvinhu izvi. Chinyorwa chino chinotarisa muzvinhu zvemagetsi nekupisa zvesimbi, chichipa ruzivo rwakadzama rwekuti chii chinoita kuti zvinhu izvi zvive zvakakosha.
Zvigadzirwa Zvemagetsi
Kufambisa kweMagetsi
Kugona kwesimbi kufambisa magetsi ndicho chimwe chezvinhu zvinonyanya kuzivikanwa. Hunhu uhwu hunogona kukonzerwa nekuvapo kwemaerekitironi akasununguka mukati mesimbi. Musimbi zhinji, maerekitironi ekunze emaatomu haana kusungirirwa kune chero atomu chaiyo uye anogona kufamba zvakasununguka mukati mechimiro chesimbi. Aya maerekitironi akabviswa munzvimbo anoshanda seanotakura magetsi, achibvumira magetsi kuti afambe nesimbi kana simba remagetsi rashandiswa.
Zvinhu zvakaita sesirivha, mhangura, negoridhe zvinozivikanwa nekugona kwazvo kupinza magetsi. Mhangura, kunyanya, inoshandiswa zvakanyanya mukubatanidza waya dzemagetsi nekuda kwekugona kwayo kupinza magetsi zvakanyanya uye mutengo wayo wakaderera zvichienzaniswa nesirivha negoridhe. Kupinza magetsi (σ) kwesimbi kunogona kuverengwa uchishandisa fomura iyi:
\[ \sigma = \frac{1}{\rho} \]
apo ρ ndiyo resistivity yezvinhu. Simbi dzinowanzova ne resistivity yakaderera, kazhinji dziri pakati pe \(10^{-8} \) kusvika \(10^{-6} \) ohm-meters, zvichiita kuti dzive conductors inoshanda zvakanaka yemagetsi.
Tembiricha Kutsamira
Kudzivirira kwesimbi nemagetsi kunoenderana nekupisa, kazhinji kunowedzera nekupisa. Hukama uhwu hunowanzo ratidzwa uchishandisa nzira inotevera yekufungidzira:
\[ \rho(T) = \rho_0 [1 + \alpha (T – T_0)] \]
kupi:
– \(\rho_0\) ndiko kuramba kwesimba patembiricha yakatarwa \(T_0\), inowanzoonekwa setembiricha yemukamuri.
– \(\alpha\) ndiyo tembiricha inoyerwa ne resistivity.
– \(T\) ndiyo tembiricha.
Kukwira kwe resistivity ne tembiricha kunonyanya kukonzerwa nekuwedzera kwe lattice vibration, iyo inokanganisa kufamba kwema free electrons. Sezvo tembiricha ichikwira, maatomu ari mu metal lattice anodedera zvakanyanya, zvichikonzera kuroverana kakawanda pakati pe free electrons nema lattice ions, nokudaro zvichiwedzera kuramba kufamba kwema electron.
Superconductivity
Dzimwe simbi, dzakadai semercury nelead, dzinoratidza shanduko yechikamu kuenda kumamiriro e superconducting patembiricha yakaderera zvikuru. Mumamiriro aya, chinhu chacho hachiratidzi kuramba kwemagetsi uye kudzingwa kweminda yemagineti (Meissner effect). Superconductivity chiitiko che quantum mechanical chinobva mukuumbwa kweCooper pairs—pairs yemaerekitironi akabatana patembiricha yakaderera ne lattice vibration.
Thermal Properties
Kuchengetedza Kwemhepo
Simbi dzinozivikanwawo nekugona kwadzo kupinza simba remagetsi zvakanyanya. Hunhu uhwu hune hukama hwakasimba nekugona kwadzo kupinza simba remagetsi nekuda kwemutemo weWiedemann-Franz, uyo unoti chiyero chekupinza simba remagetsi (κ) nekupinza simba remagetsi chinoenderana netembiricha:
\[ \frac{\kappa}{\sigma} = LT \]
kupi:
– \(L\) ndiyo nhamba yeLorentz, inenge \(2.44 \kawanzika 10^{-8} \) WΩK⁻².
– \(T\) ndiyo tembiricha iri muKelvin.
Saka, simbi dzinoshandisa magetsi zvakanaka dzinowanzovawo dzinoshandisa magetsi zvakanaka. Sirivha, mhangura, negoridhe ndizvo zvimwe zvezvinhu zvakanakisisa zvinoshandisa kupisa, zvichibva pazvinoshandiswa pakuchinja kupisa kusvika kumidziyo yekubikisa.
Kupisa Unyanzvi
Kugona kupisa kwechinhu kunoratidza kugona kwacho kuchengetedza kupisa. Simbi dzine simba shoma rekupisa kana tichienzanisa nedzisiri simbi, zvichireva kuti hadzichengete kupisa kwakawanda. Kugona kupisa (C) kwesimbi kunopiwa ne:
\[ C = \frac{Q}{m \Delta T} \]
kupi:
– \(Q\) huwandu hwekupisa hunowedzerwa.
– \(m\) huremu hwesimbi.
– \(\Delta T\) ndiko kuchinja kwetembiricha.
Izvi zvinowanzo gara zviripo kana tembiricha yemumba yadzikira asi zvinogona kusiyana kana tembiricha yakaderera kana kuti yakakwira.
Kuwedzera Kwekupisa
Chimwe chinhu chakakosha pakupisa kwesimbi kuwedzera kwekupisa, uko kuri tsika yekuti chinhu chiwedzere kana chadziya. Izvi zvinoitika nekuti sezvo tembiricha ichiwedzera, simba remaatomu ari musimbi rinowedzerawo, zvichiita kuti adedere zvakanyanya uye atore nzvimbo yakawanda. Linear coefficient yekuwedzera kwekupisa (α) inopiwa na:
\[ \Delta L = \alpha L_0 \Delta T \]
kupi:
– \(\Delta L\) ndiko kuchinja kwehurefu.
– \(L_0\) ndiyo urefu hwepakutanga.
– \(\Delta T\) ndiko kuchinja kwetembiricha.
Simbi dzine ma coefficients akakwira ekuwedzera kwekupisa, ayo anofanirwa kufungwa nezvawo mukushandiswa kunosanganisira kushanduka-shanduka kwetembiricha kudzivirira kukanganisika kwechimiro.
Applications Applications
Kusanganiswa kwakasiyana kwesimba remagetsi nekupisa kunoita kuti simbi dzive dzinokosha mumaindasitiri mazhinji. Heano mimwe mienzaniso yekushandiswa kwadzo:
– Zvemagetsi: Mhangura negoridhe zvinoshandiswa zvakanyanya mumagetsi nekuda kwekushanda kwazvo zvakanaka uye kuvimbika.
– Kutumira Simba: Aruminiyamu, kunyangwe isingafambise simba zvakanyanya semhangura, inowanzoshandiswa mumitsetse yekutumira magetsi nekuda kwehuremu hwayo hushoma uye kusashandisa mari yakawanda.
– Zvidziyo Zvinopisa: Simbi dzakadai semhangura nearuminiyamu dzinoshandiswa mumasinki ekupisa kubvisa kupisa kubva muzvikamu zvemagetsi, zvichiita kuti michina irambe ichishanda uye kudzivirira kupisa zvakanyanya.
– Mota & Mudenga: Simbi dzakareruka dzakadai sealuminium netitanium dzinoshandiswa mumaindasitiri ekutakura zvinhu kuderedza huremu uku dzichichengetedza hunhu hwadzo uye kushanda zvakanaka kwekupisa.
mhedziso
Hunhu hunoshamisa hwemagetsi nekupisa kwesimbi hunobva mumaumbirwo adzo akasiyana eatomu uye maitiro emaerekitironi akasununguka ari mukati madzo. Hunhu uhwu hahungotsananguri chete hunhu hwesimbi hwakakosha asiwo hunotonga mashandisirwo adzo akawanda. Kufambira mberi mune zvesainzi yezvinhu kuri kuramba kuchiburitsa nzira itsva dzekuvandudza nekushandisa hunhu uhwu, zvichivimbisa kushandiswa kwakawanda kwesimbi mune ramangwana. Kunzwisisa hunhu uhwu kunotibvumira kunzwisisa kuti nei simbi dzichiri zvinhu zvekutanga mu tekinoroji nemumaindasitiri.
