Language
Country/Area
No result found
Làm thế nào để cuộc sống hàng ngày của bạn liên quan đến bí mật mở rộng nhiệt tiêu cực?
Trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta, chúng ta luôn tiếp xúc với hiện tượng vật lý của sự giãn nở nhiệt.Khi hầu hết các vật liệu được làm nóng, chúng mở rộng và tăng thể tích, trong khi một số vật liệu co lại khi được làm nóng, một hiện tượng được gọi là sự giãn nở nhiệt âm (NTE).Khi mọi người nghĩ về sự nóng bỏng, có thể khó phù hợp với khái niệm thu hẹp, nhưng đây là một nguyên tắc quan trọng liên quan đến nhiều ứng dụng cuộc sống.
Sự giãn nở nhiệt âm đề cập đến sự co rút của một số vật liệu nhất định khi nhiệt độ tăng, thay vì mở rộng như hầu hết các vật liệu.
Nước là một trong những vật liệu nổi tiếng nhất để mở rộng nhiệt âm.Ví dụ, từ 0 ° C đến 3,98 ° C, mật độ nước thấp hơn chất lỏng trong giai đoạn rắn (băng) của nó, đó là lý do tại sao băng nổi trên mặt nước.Đằng sau hiện tượng vật lý này, có những nguyên tắc khoa học sâu sắc và các ứng dụng tiềm năng, rất hấp dẫn.
Nguồn gốc của sự giãn nở nhiệt âm
Hiện tượng mở rộng nhiệt tiêu cực có thể được bắt nguồn từ các quá trình vật lý khác nhau.Ví dụ, chế độ rung bên, chế độ đơn vị cứng và thay đổi pha đều có thể khiến vật liệu co lại khi nhiệt độ tăng.Năm 2011, một nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra rằng hiện tượng NTE có nguồn gốc từ sự gia tăng entropy gây ra bởi các cấu hình điện áp cao và điện áp nhỏ, tồn tại trong ma trận pha ổn định thông qua các biến động nhiệt.
Hiện tượng này cho thấy microdesign của vật liệu và cấu trúc bên trong của nó có tác động quyết định đến hành vi mở rộng nhiệt tích cực và tiêu cực.
Sự mở rộng nhiệt tiêu cực trong cuộc sống hàng ngày
Trong cuộc sống hàng ngày, thiết kế của nhiều vật liệu cần tính đến các đặc điểm của sự mở rộng nhiệt tiêu cực.Ví dụ, các vật liệu này có thể chịu được sự thay đổi nhiệt độ mạnh mẽ khi làm bếp lò gốm thủy tinh.Do thiết kế đặc biệt của cấu trúc bên trong của nó, một số vật liệu có thể có đặc tính mở rộng nhiệt tích cực và tiêu cực cùng một lúc, do đó duy trì sự ổn định trong quá trình sưởi ấm để tránh các vấn đề nứt.
Từ các vật liệu làm đầy chuyên nghiệp cho các vật liệu hàng không vũ trụ công nghệ cao, ứng dụng mở rộng nhiệt âm là toàn diện.Thiết kế răng của bệnh nhân cũng cần xem xét sử dụng vật liệu composite có chứa vật liệu mở rộng nhiệt âm, đảm bảo rằng mức độ mở rộng của vật liệu phụ phù hợp với răng, do đó làm giảm đau do giãn nở và co lại.
Ứng dụng tiềm năng của sự giãn nở nhiệt âm
Trong lĩnh vực kỹ thuật, làm thế nào để kết hợp hiệu quả một vật liệu mở rộng nhiệt dương với vật liệu có đặc tính mở rộng nhiệt âm để tạo thành vật liệu composite sẽ là một thách thức lớn trong tương lai.Điều chỉnh theo tỷ lệ thích hợp có thể điều chỉnh hệ số giãn nở nhiệt ở mức gần với 0, điều này đặc biệt quan trọng đối với các dụng cụ chính xác.
Trong các ứng dụng thực tế, việc sử dụng các vật liệu mở rộng nhiệt tiêu cực không giới hạn trong ngành công nghiệp.
Tác động của việc mở rộng nhiệt tiêu cực đến khoa học vật liệu đang dần mở rộng và sẽ được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực trong tương lai.Điều này bao gồm từ sự ổn định của các thiết bị quang học đến vật liệu hàng không vũ trụ hiệu suất cao và thậm chí có thể được áp dụng cho việc sản xuất các thiết bị điện tử như công nghệ thân thiện với môi trường và bền vững.
Trong một số ngành công nghệ cao, các yêu cầu nghiêm ngặt về hiệu suất hệ thống làm cho các đặc điểm của sự mở rộng nhiệt tiêu cực trở nên quan trọng hơn, bởi vì thực hiện các vật liệu ổn định trong phạm vi nhiệt độ rộng là một trong những chìa khóa để giải quyết vấn đề.
Bạn có nhận ra rằng nhiều đối tượng hàng ngày xung quanh bạn thực sự đang sử dụng đặc tính mở rộng nhiệt tiêu cực này để đảm bảo tính ổn định và độ tin cậy của hiệu suất sử dụng của chúng không?
