तापमान धातु को कैसे प्रभावित करता है?

धातुएं बिजली और गर्मी दोनों के लिए उत्कृष्ट चालकता वाले तत्व या यौगिक हैं, जो उन्हें व्यावहारिक उद्देश्यों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए उपयोगी बनाती हैं। आवर्त सारणी में वर्तमान में 91 धातुएँ हैं, और प्रत्येक के अपने विशिष्ट गुण हैं। धातुओं के विद्युत, चुंबकीय और संरचनात्मक गुण तापमान के साथ बदल सकते हैं और इस प्रकार तकनीकी उपकरणों के लिए उपयोगी गुण प्रदान करते हैं। धातुओं के गुणों पर तापमान के प्रभावों को समझने से आपको इस बात की गहरी सराहना मिलती है कि आधुनिक दुनिया में उनका इतना व्यापक रूप से उपयोग क्यों किया जाता है।

टीएल; डीआर (बहुत लंबा; पढ़ा नहीं)

टीएल; डॉ

तापमान धातु को कई तरह से प्रभावित करता है। उच्च तापमान धातु के विद्युत प्रतिरोध को बढ़ाता है, और कम तापमान इसे कम करता है। गर्म धातु में थर्मल विस्तार होता है और मात्रा में वृद्धि होती है। किसी धातु का तापमान बढ़ने से यह एलोट्रोपिक चरण परिवर्तन से गुजर सकता है, जो इसके घटक परमाणुओं के अभिविन्यास को बदल देता है और इसके गुणों को बदल देता है। अंत में, फेरोमैग्नेटिक धातुएं कम चुंबकीय हो जाती हैं जब वे गर्म हो सकती हैं और क्यूरी तापमान से ऊपर अपना चुंबकत्व खो सकती हैं।

जैसे ही इलेक्ट्रॉन धातु के थोक में प्रवाहित होते हैं, वे एक-दूसरे को बिखेर देते हैं और सामग्री की सीमाओं से भी दूर हो जाते हैं। वैज्ञानिक इस घटना को "प्रतिरोध" कहते हैं। तापमान में वृद्धि से इलेक्ट्रॉनों को अधिक गतिज ऊर्जा मिलती है, जिससे उनकी गति बढ़ जाती है। यह अधिक मात्रा में बिखरने और उच्च मापा प्रतिरोध की ओर जाता है। तापमान में कमी से इलेक्ट्रॉन की गति में कमी आती है, बिखरने की मात्रा और मापा प्रतिरोध में कमी आती है। आधुनिक समय के थर्मामीटर तापमान में परिवर्तन को मापने के लिए तार के विद्युत प्रतिरोध में परिवर्तन का उपयोग करते हैं।

तापमान में वृद्धि से धातु की लंबाई, क्षेत्रफल और आयतन में थोड़ी वृद्धि होती है, जिसे थर्मल विस्तार कहा जाता है। विस्तार का परिमाण विशिष्ट धातु पर निर्भर करता है। तापमान के साथ परमाणु कंपन में वृद्धि के परिणामस्वरूप थर्मल विस्तार होता है, और विभिन्न अनुप्रयोगों में थर्मल विस्तार पर विचार महत्वपूर्ण है। उदाहरण के लिए, बाथरूम में पाइपवर्क डिजाइन करते समय, निर्माताओं को पाइप फटने से बचने के लिए तापमान में मौसमी परिवर्तनों को ध्यान में रखना चाहिए।

पदार्थ के तीन मुख्य चरणों को ठोस, तरल और गैस कहा जाता है। एक ठोस एक विशेष क्रिस्टल समरूपता के साथ परमाणुओं का एक घनी रूप से पैक किया गया सरणी है जिसे एलोट्रोप के रूप में जाना जाता है। किसी धातु को गर्म करने या ठंडा करने से परमाणुओं के उन्मुखीकरण में दूसरों के संबंध में परिवर्तन हो सकता है। इसे एक एलोट्रोपिक चरण परिवर्तन के रूप में जाना जाता है। लोहे में एलोट्रोपिक चरण परिवर्तन का एक अच्छा उदाहरण देखा जाता है, जो कमरे के तापमान पर अल्फा चरण से 912 डिग्री सेल्सियस (1,674 डिग्री फ़ारेनहाइट) पर गामा-चरण लोहे तक जाता है। लोहे का गामा चरण, जो अल्फा चरण की तुलना में अधिक कार्बन को भंग करने में सक्षम है, स्टेनलेस स्टील के निर्माण में सुविधा प्रदान करता है।

अनायास चुंबकीय धातुओं को लौहचुम्बकीय पदार्थ कहा जाता है। कमरे के तापमान पर तीन लौहचुंबकीय धातु लोहा, कोबाल्ट और निकल हैं। लौहचुम्बकीय धातु को गर्म करने से उसका चुम्बकत्व कम हो जाता है और अंततः वह अपना चुम्बकत्व पूरी तरह से खो देता है। जिस तापमान पर धातु अपना सहज चुम्बकत्व खो देती है उसे क्यूरी तापमान कहा जाता है। निकेल में एकल तत्वों का सबसे कम क्यूरी बिंदु है और 330 डिग्री सेल्सियस पर चुंबकीय बनना बंद कर देता है (626 डिग्री फ़ारेनहाइट), जबकि कोबाल्ट 1,100 डिग्री सेल्सियस (2,012 डिग्री .) तक चुंबकीय रहता है फारेनहाइट)।