Jaki jest współczynnik temperaturowy?
Współczynnik temperaturowy materiału opisuje, o ile pewna właściwość zmienia się, gdy temperatura wzrasta lub maleje o 1 kelwin (co odpowiada 1 ° Celsjusza). Niektóre typowe właściwości, które zmieniają się wraz z temperaturą, to opór elektryczny i elastyczność. Liniowe zmiany właściwości materiału ułatwiają obliczenie współczynnika temperatury, ale obliczenia stają się trudniejsze, jeśli zmiana właściwości nie jest liniowa. Istnieje wiele praktycznych zastosowań materiałów zmieniających się wraz z temperaturą, zwłaszcza w elektronice, dlatego ważne jest badanie współczynników temperatury.
Gdy substancja jest ogrzewana lub chłodzona, jej właściwości mogą ulec zmianie. Na przykład opór obiektu może wzrosnąć lub zmniejszyć w zależności od jego temperatury. Inne właściwości, takie jak elastyczność materiału, również mogą się różnić w zależności od temperatury. Substancje o właściwościach związanych z temperaturą są przydatne w wielu różnych zastosowaniach, dlatego naukowcy muszą być w stanie dokładnie ocenić, jakie zmiany wystąpią w danym rodzaju materiału.
Współczynnik temperaturowy jest dla naukowców sposobem numerycznego opisu zmiany właściwości materiału w zależności od temperatury. Innymi słowy, współczynnik temperaturowy określa, o ile właściwość zmienia się, gdy temperatura zmienia się o 1 Kelvin. Skala Kelvina jest alternatywną miarą temperatury z innym punktem początkowym niż skala Celsjusza, ale zmiana o 1 Kelvin jest równoważna 1 ° Celsjusza.
To, jak materiał zmienia się wraz z temperaturą, zależy od wielu czynników. Na przykład niektóre materiały mają odporność na elektryczność, która zmienia się liniowo wraz z temperaturą. Oznacza to, że jeśli temperatura się podwoi, wówczas rezystancja również się podwoi. Znacznie łatwiej jest obliczyć współczynnik temperatury, jeśli materiał zmienia się liniowo wraz z temperaturą.
Jeśli zmiana temperatury nie jest liniowa, wówczas współczynnik temperatury jest trudniejszy do obliczenia. W tej sytuacji naukowcy zwykle próbują odkryć różne współczynniki temperatury, które można zastosować w różnych zakresach temperatur. Mimo to nie zawsze można obliczyć użyteczny współczynnik temperatury.
Przykładem praktycznego zastosowania, które jest możliwe ze względu na znany współczynnik temperaturowy materiału, są rezystory zależne od temperatury. Są one stosowane w wielu obwodach elektrycznych i umożliwiają inżynierom zmianę zachowania obwodu w zależności od temperatury zewnętrznej. Bez możliwości przewidzenia reakcji materiału na zmiany temperatury nie byłoby to możliwe.