O‘bekiston respublikasi oliy va o‘rta maxsus ta’lim vazirligi

8-seminar mashg‘uloti. Mikroto’lqinli xarakat detekgorlari

Materiallarning harorat va issiqlik xususiyatlari

Inson tanasi haroratni his qilishga qodir, biroq bu tashqi issiqlikni o‘lchashning aniq uslubi bo‘lib hisoblanmaydi. Odamning his qilishi nafaqat nochiziqli bo‘lib qolmasdan, balki nisbiy hamdir, chunki u oldingi tajribaga asoslanadi. Biroq odamlar sovuq va issiq obyektlar o‘rtasidagi farqni hech bir qiyinchiliksiz aniqlaydilar. Nima uchun bu obyektlar har xil qabul qilinadi?
Atrofimizdagi olamning har bir zarrasi doimo harakatda bo‘ladi. Harorat tebranayotgan zarrachalarning kinetik energiyasining o‘lchami bo‘lib hisoblanadi. Harakat qanchalik tez bo‘lsa, zarrachaning harorati shunchalik yuqori bo‘ladi. Molekulalar va atomlar materialning berilgan hajmida bir xil tezlik bilan harakat qilmaydi albatta, chunki ularning hammasi mikroskopik darajada har xil haroratda bo‘ladi. Ko‘p sonli harakatlanayotgan zarrachalarning o‘rtacha kinetik energiyasi obyektning makroskopik haroratini belgilaydi. Bu jarayonlar statistik mexanikada o‘rganiladi. Materialning haroratini belgilaydigan zarrachalarning makroskopik o‘rtacha kinetik energiyasini o‘lchash uslublari va qurilmalari ko‘rib chiqamiz. Harorat molekulalarning harakatiga bog‘liq bo‘lganligi sababli, u birlik maydonda molekulalarga qo‘yilgan kuchga teng bo‘ladigan bosim bilan chambarchas bog‘lanishda bo‘ladi.
Turlicha materiallar tutashganda ularda harakatlanayotgan atomlar va molekulalar bir-biri bilan o‘zaro ta’sirlarga kirishadi. Buning ustiga, har bir tebranayotgan atom o‘zini atrof-muhitga elektromagnitik nurlanishni sochayotgan mikroskopik manba kabi tutadi. Bularning barchasi issiq obyektlardan sovuq obyektlarga issiqlikni uzatishni amalga oshirish imkonini beradi. Atomlarning harakati qanchalik intensiv bo‘lsa, harorat shunchalik yuqoriroq va elektromagnitik nurlanish shunchalik kuchliroq bo‘ladi. Haroratni o‘lchash uchun termometrlar deb ataladigan maxsus qurilmalardan foydalaniladi, ular yoki obyekt bilan kontaktda bo‘ladi, yoki uning elektromagnitik nurlanishini qabul qiladi va chiqishda fizikaviy
signalni ishlab chiqaradi. Aynan ana shu signal obyektning harorat o‘lchami bo‘lib hisoblanadi.
Termometr so‘zi adabiyotlarda dastlab 1624 yilda J Leurechon “La Recreation Mathematique” kitobida paydo bo‘lgan. Muallif suv bilan to‘ldirilgan, shkalasining bo‘linishi 8 gradusni tashkil qiladigan shisha termometrning tuzilishini tasvirlagan. Bosimga bog‘liq bo‘lmagan birinchi termometr Toskaniya gersogi Ferdinand II tomonidan 1654 yilda yaratilgan. U o‘zida spirt bilan to‘ldirilgan germetik qilib kavsharlangan trubkani taqdim qilgan.
Ko‘pincha issiqlik deb ataladigan issiqlik energiyasi kaloriyalarda o‘lchanadi (oziq-ovqatlarning to‘yimliligini o‘lchaydigan kaloriya aslida 1000 fizikaviy kaloriyaga teng va kilokaloriya deb ataladi). Bir kaloriya (kal) normal atmosfera bosimida 1 g suvni 1 gradus isitish uchun zarur bo‘ladigan issiqlik miqdoriga teng. AQSH da ko‘pincha ingliz issiqlik birligi – BIB dan foydalaniladi: 1 BIB = 252,02 kal (BIB – Britaniya issiqlik birligi).