ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิคืออะไร?

ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของวัสดุอธิบายว่าคุณสมบัติบางอย่างเปลี่ยนแปลงไปเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นหรือลดลง 1 เคลวิน (เทียบเท่ากับ 1 °เซลเซียส) คุณสมบัติทั่วไปบางอย่างที่แตกต่างกันไปตามอุณหภูมิรวมถึงความต้านทานไฟฟ้าและความยืดหยุ่น การเปลี่ยนแปลงเชิงเส้นในคุณสมบัติของวัสดุทำให้มันตรงไปตรงมาเพื่อคำนวณค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิ แต่การคำนวณกลายเป็นเรื่องยากขึ้นหากการเปลี่ยนแปลงในคุณสมบัติไม่ใช่เชิงเส้น มีการใช้งานจริงสำหรับวัสดุที่เปลี่ยนแปลงตามอุณหภูมิโดยเฉพาะอย่างยิ่งในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ซึ่งเป็นสาเหตุที่การศึกษาค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิมีความสำคัญ

เมื่อสารได้รับความร้อนหรือเย็นคุณสมบัติของมันจะเปลี่ยนไป ตัวอย่างเช่นความต้านทานของวัตถุสามารถเพิ่มขึ้นหรือลดลงได้ตามอุณหภูมิ คุณสมบัติอื่น ๆ เช่นความยืดหยุ่นของวัสดุก็อาจแตกต่างกันไปตามอุณหภูมิ สารที่มีคุณสมบัติที่เกี่ยวข้องกับอุณหภูมินั้นมีประโยชน์สำหรับการใช้งานที่หลากหลายดังนั้นนักวิทยาศาสตร์จึงต้องสามารถตัดสินได้อย่างแม่นยำว่าการเปลี่ยนแปลงจะเกิดขึ้นกับวัสดุชนิดใด

ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิเป็นวิธีสำหรับนักวิทยาศาสตร์ในการอธิบายการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของวัสดุขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ กล่าวอีกนัยหนึ่งว่าค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิเป็นเท่าใดคุณสมบัติการเปลี่ยนแปลงเมื่ออุณหภูมิมีการเปลี่ยนแปลงโดย 1 เคลวิน มาตรวัดเคลวินเป็นการวัดทางเลือกของอุณหภูมิที่มีจุดเริ่มต้นที่แตกต่างจากมาตราส่วนเซลเซียส แต่การเปลี่ยนแปลง 1 เคลวินเทียบเท่ากับ 1 °เซลเซียส

การเปลี่ยนแปลงของวัสดุกับอุณหภูมิขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ ตัวอย่างเช่นวัสดุบางชนิดมีความต้านทานต่อกระแสไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลงตามอุณหภูมิ ซึ่งหมายความว่าหากอุณหภูมิเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าดังนั้นความต้านทานจะเพิ่มเป็นสองเท่า มันง่ายกว่ามากในการคำนวณค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิถ้าวัสดุแตกต่างกันไปตามอุณหภูมิ

หากความแปรผันของอุณหภูมิไม่เป็นเส้นตรงค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมินั้นยากต่อการคำนวณ ในสถานการณ์เช่นนี้นักวิทยาศาสตร์มักจะพยายามค้นหาค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิที่หลากหลายซึ่งสามารถใช้ในช่วงอุณหภูมิต่าง ๆ ได้ ถึงกระนั้นก็ไม่สามารถคำนวณค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิที่เป็นประโยชน์ได้เสมอไป

ตัวอย่างของการใช้งานจริงที่เป็นไปได้เนื่องจากค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของวัสดุที่รู้จักกันคือตัวต้านทานขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ สิ่งเหล่านี้ถูกใช้ในวงจรไฟฟ้าจำนวนหนึ่งและอนุญาตให้วิศวกรเปลี่ยนวิธีการทำงานของวงจรขึ้นอยู่กับอุณหภูมิภายนอก หากไม่สามารถคาดเดาได้ว่าวัสดุตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิจะเป็นไปไม่ได้