Language
Country/Area
No result found
Bagaimana kehidupan sehari -hari Anda berhubungan dengan rahasia ekspansi panas negatif?
Dalam kehidupan kita sehari -hari, kita selalu terpapar dengan fenomena fisik ekspansi termal.Ketika sebagian besar bahan dipanaskan, mereka mengembang dan meningkatkan volume, sementara beberapa bahan menyusut saat dipanaskan, sebuah fenomena yang dikenal sebagai ekspansi termal negatif (NTE).Ketika orang berpikir tentang panas, mungkin sulit untuk mencocokkan dengan konsep menyusut, tetapi ini adalah prinsip penting yang melibatkan banyak aplikasi kehidupan.
Ekspansi termal negatif mengacu pada penyusutan bahan tertentu seiring dengan meningkatnya suhu, bukan ekspansi sebagai kebanyakan bahan.
Air adalah salah satu bahan paling terkenal untuk ekspansi termal negatif.Misalnya, antara 0 ° C dan 3,98 ° C, kepadatan air lebih rendah dari cairan selama tahap padatan (es), itulah sebabnya es mengapung di atas air.Di balik fenomena fisik ini, ada prinsip -prinsip ilmiah yang mendalam dan aplikasi potensial, yang menarik.
Asal usul ekspansi termal negatif
Fenomena ekspansi termal negatif dapat ditelusuri kembali ke berbagai proses fisik.Misalnya, mode getaran lateral, mode unit yang kaku dan perubahan fase semua dapat menyebabkan bahan menyusut ketika suhu meningkat.Pada tahun 2011, tim peneliti menemukan bahwa fenomena NTE berasal dari peningkatan entropi yang disebabkan oleh konfigurasi tegangan tinggi dan tegangan kecil, yang ada dalam matriks fase stabil melalui fluktuasi termal.
Fenomena ini menunjukkan bahwa mikrodesign material dan struktur internalnya memiliki efek yang menentukan pada perilaku ekspansi termal positif dan negatif.
Ekspansi termal negatif dalam kehidupan sehari -hari
Dalam kehidupan sehari -hari, desain banyak bahan perlu mempertimbangkan karakteristik ekspansi termal negatif.Misalnya, bahan-bahan ini dapat menahan perubahan suhu drastis saat membuat kompor kaca-keramik.Karena desain khusus dari struktur internalnya, beberapa bahan dapat memiliki sifat ekspansi termal positif dan negatif pada saat yang sama, sehingga menjaga stabilitas selama pemanasan untuk menghindari masalah retak.
Dari bahan pengisian profesional untuk gigi ke bahan aerospace berteknologi tinggi, penerapan ekspansi termal negatif ada di mana-mana.Desain gigi pasien juga perlu dipertimbangkan menggunakan bahan komposit yang mengandung bahan ekspansi termal negatif, yang memastikan bahwa tingkat perluasan bahan pengisi konsisten dengan gigi, sehingga mengurangi rasa sakit yang disebabkan oleh ekspansi dan kontraksi termal.
Aplikasi potensial ekspansi termal negatif
Di bidang rekayasa, bagaimana cara menggabungkan secara efektif bahan ekspansi termal positif yang umum dengan bahan dengan karakteristik ekspansi termal negatif untuk membentuk bahan gabungan akan menjadi tantangan utama di masa depan.Penyesuaian proporsional yang tepat dapat mengatur koefisien ekspansi termal ke tingkat yang mendekati nol, yang sangat penting untuk instrumen presisi.
Dalam aplikasi praktis, penggunaan bahan ekspansi termal negatif tidak terbatas pada industri.
Dampak ekspansi termal negatif pada ilmu material secara bertahap berkembang dan akan banyak digunakan di banyak bidang di masa depan.Ini termasuk dari stabilitas perangkat optik hingga bahan ruang angkasa berkinerja tinggi, dan bahkan dapat diterapkan pada pembuatan perangkat elektronik seperti teknologi yang ramah lingkungan dan berkelanjutan.
Dalam beberapa industri berteknologi tinggi, persyaratan ketat untuk kinerja sistem membuat karakteristik ekspansi termal negatif lebih penting, karena melakukan bahan stabil pada kisaran suhu yang luas adalah salah satu kunci untuk menyelesaikan masalah.
Apakah Anda menyadari bahwa banyak objek harian di sekitar Anda benar -benar menggunakan karakteristik ekspansi termal negatif ini untuk memastikan stabilitas dan keandalan kinerja penggunaannya?
