Nhiệt độ có ảnh hưởng đến độ dẫn điện không?
Nhiệt độ ảnh hưởng đến độ dẫn điện của dung dịch và kim loại, do ảnh hưởng của nó đến độ nhớt của dung dịch và bản chất của các ion. Khi nhiệt độ thay đổi, độ dẫn điện cũng thay đổi; độ dẫn điện tăng khi nhiệt độ tăng.
Độ dẫn điện (EC) đo khả năng truyền dòng điện của vật liệu qua một khoảng cách nhất định, thường được sử dụng trong nuôi trồng thủy sản, thủy canh và hệ thống nước ngọt để theo dõi lượng chất dinh dưỡng, muối hoặc tạp chất trong nước.
Mức độ dẫn điện phụ thuộc vào độ linh động của ion, hóa trị của các ion và nhiệt độ. Do đó, điều quan trọng là phải đo nhiệt độ và độ dẫn điện vì độ dẫn điện phụ thuộc đáng kể vào nhiệt độ. Sự phụ thuộc này thường được biểu thị là “sự thay đổi tương đối trên mỗi độ C” ở một nhiệt độ nhất định, thường được hiển thị là %/°C (ở 25 °C). Đây được gọi là hệ số nhiệt độ.
Tùy thuộc vào vật liệu hoặc dung dịch, hệ số nhiệt độ sẽ là âm hoặc dương và ở nhiệt độ rất lạnh, hiện tượng siêu dẫn có thể xảy ra. Khi hiện tượng siêu dẫn xảy ra, các chất siêu dẫn cho phép điện đi qua với rất ít điện trở.
NỘI DUNG CHÍNH
Ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ dẫn điện
Khi nhiệt độ trong dung dịch tăng, độ nhớt giảm và độ di động của ion tăng, do đó độ nhớt của dung dịch và bản chất của ion ảnh hưởng trực tiếp đến độ dẫn điện của kim loại và dung dịch. Nhiệt độ tăng trong dung dịch cũng có thể làm tăng nồng độ ion do sự phân ly của các phân tử.
Để hiểu nhiệt độ ảnh hưởng như thế nào đến độ dẫn điện, chúng ta phải xem Hệ số biến thiên nhiệt độ, còn được gọi là bù nhiệt độ. Đây là tốc độ độ dẫn điện của dung dịch tăng khi nhiệt độ tăng, được biểu thị dưới dạng phần trăm (%).
Hệ số biến thiên nhiệt độ sẽ phụ thuộc vào loại dung dịch, một số ví dụ có thể được xem trong bảng bên dưới:
| Loại dung dịch | Hệ số biến thiên nhiệt độ (%/°C hiển thị ở 25°C) |
| Nước tinh khiết | 5.2%/°C |
| Muối ion và nước ngọt | ~2.0%/°C |
| Axit, kiềm và dung dịch muối cô đặc | 1.5%/°C |
Bù nhiệt độ thường được tính toán tự động bằng nhiệt điện trở tích hợp bên trong đầu dò độ dẫn điện. Nếu nhiệt độ không được bù khi đo độ dẫn điện, kết quả sẽ không đáng tin cậy, đặc biệt là nếu nhiệt độ không đạt 25 °C.
Nhiệt độ ảnh hưởng thế nào đến độ dẫn điện của chất bán dẫn và kim loại?
Độ dẫn điện của chất bán dẫn tăng khi nhiệt độ tăng. Khi nhiệt độ tăng, các electron có thể nhảy từ dải hóa trị sang dải dẫn trong chất bán dẫn.
Khi nhiệt độ tăng trong kim loại, các ion dương bên trong chất dẫn kim loại rung động nhiều hơn và tốc độ nhiệt của các electron tăng lên, dẫn đến điện trở tăng, do đó độ dẫn điện của kim loại giảm.
Để hiểu lý do tại sao độ dẫn điện của kim loại giảm khi nhiệt độ tăng nhưng độ dẫn điện của chất bán dẫn tăng, điều quan trọng là phải hiểu sự khác biệt về cấu trúc giữa kim loại và chất bán dẫn ở cấp độ nguyên tử.
Kim loại chứa các electron tự do có thể dịch chuyển vị trí để cho phép dòng điện chạy qua chúng. Tuy nhiên, chất bán dẫn có ít electron tự do hơn vì chúng có điện tích hạt nhân cao hơn so với kim loại có tính dẫn điện. Đây là lý do tại sao chúng được gọi là chất bán dẫn, vì chúng chỉ dẫn điện một phần.
Nhiệt độ có ảnh hưởng như thế nào đến độ dẫn nhiệt của chất lỏng?
Khi nhiệt độ trong chất lỏng tăng, chuyển động phân tử cũng tăng, ngăn cản sự truyền nhiệt qua chất lỏng. Do đó, khi nhiệt độ tăng, độ dẫn nhiệt của chất lỏng giảm vì chất lỏng giãn nở và các phân tử di chuyển xa nhau hơn.
Cách đo độ dẫn điện
Đầu dò và mạch đo độ dẫn điện đo độ dẫn điện bằng cách áp dụng điện áp giữa hai điện cực bên trong đầu dò. Đầu dò không chỉ đo độ dẫn điện mà còn có thể báo cáo giá trị độ dẫn điện được bù nhiệt độ, thường được đo bằng đơn vị µS/cm.
Khi sử dụng đầu dò độ dẫn điện, tốt nhất là nên có đầu dò nhiệt độ trong quá trình hiệu chuẩn để đảm bảo dung dịch gần 25 °C, vì độ dẫn điện phụ thuộc vào nhiệt độ. Điều này làm tăng tầm quan trọng của việc luôn hiệu chuẩn đầu dò độ dẫn điện trước khi đo vì những thay đổi nhỏ về nhiệt độ có thể có tác động đáng chú ý đến các phép đo độ dẫn điện.
Kết luận
Nhiệt độ có tác động đáng kể đến các phép đo độ dẫn điện. Trong các ứng dụng quan trọng, điều cần thiết là phải thực hiện các phép đo độ dẫn điện với nhiệt độ tham chiếu để đảm bảo các phép đo có độ chính xác cao. Điều này là do tính bất biến của độ dẫn điện tăng lên khi nhiệt độ tăng.
Nếu bạn có bất kỳ câu hỏi nào về nhiệt độ hoặc độ dẫn điện hoặc không chắc chắn đầu dò độ dẫn điện nào sẽ phù hợp nhất với nhu cầu của mình, vui lòng liên hệ với Filtech Co.
➢ Xem thêm sản phẩm trên Google Doanh Nghiệp: Danh mục sản phẩm – Google Doanh Nghiệp.
➢ Xem danh mục các loại sản phẩm khác: Danh mục sản phẩm xử lý nước – Filtech Co.
