טמפרטורת החדר
טמפרטורת החדר היא מונח לטמפרטורה הנוחה לסביבה אנושית, בדרך כלל טמפרטורה הנעה בין 24- 25 מעלות צלזיוס.
טמפרטורה במידה רבה קובעת את מצב המערכות הפיזיקליות שסביבנו (לדוגמה, מים יהיו במצב נוזלי בטמפרטורת החדר) ולכן במדעים רבים חשיבות גדולה לטמפרטורה בה התבצע ניסוי או חישוב מסוים. כאשר נאמר שהניסוי התבצע בטמפרטורת החדר אזי לרוב הכוונה לניסוי שהתבצע בטמפרטורה ב-18°C עד 21°C .
הטמפרטורה מבטאת את רמת התנועה או האנרגיה שיש למערכת. כדי להבין מהי טמפרטורת החדר במונחים של אנרגיה, כלומר מהי אנרגיית החום של הסביבה, יש להכפיל את טמפרטורת החדר בקבוע בולצמן, התוצאה המתקבלת היא כ־26meV. חשיבתה של טמפ' החדר היא בעיקר בהשוואתה לאנרגיה המתקבלת או הדרושה לתהליך נתון. להלן מספר דוגמאות:
- בהשוואה לאנרגיה שיש לאלקטרון הולכה אופייני (אנרגיית פרמי עבור מתכת היא כ-1.5eV) במתכת טמפרטורת החדר נמוכה ממש. עד כדי כך שכדי לחשב בקירוב טוב את התנהגותו אפשר להניח כי המתכת בסביבה בה הטמפרטורה שואפת לאפס המוחלט והאלקטרונים בתוכה מתנהגים כגז אלקטרונים מנוון.
- לעומת זאת אנרגיה של אלקטרון הולכה במוליך למחצה (אנרגיית פרמי עבור מוליך למחצה היא כ-30meV) היא מסדר גודל של אנרגיית החום בחדר כך שנקבל מוליך למחצה שבמצב אינטרינזי אינו מוליך היטב אך אנו יכולים להשפיע עליו יחסית בקלות. תכונות אלו מהוות את הבסיס עליו נבנית המיקרואלקטרוניקה.
- העובדה שהקשרים ה'חלשים' בביולוגיה (קשרי ואן דר ואלס, קשרים יונים, וכו') גם הם מסדר גודל של אנרגיית החום משמעותה שאלו קשרים הפיכים ואפשר לבנותם ולפרקם במהירות. זוהי התכונה אשר מאפשרת את הדינמיות של החיים.
להלן טבלה ובה עוד מספר דוגמאות לסקלת האנרגיה ביחס לאנרגיית החום של הסביבה.
| הגודל הנמדד | האנרגיה |
|---|---|
| האנרגיה הקינטית הממוצעת למולקולה באוויר בטמפ' החדר | 0.026eV |
| האנרגיה של פוטון אחד של אור ירוק | 2.2eV |
| אנרגיית היינון הראשונה של מימן | 13.6eV |
כמו כן ניתן לחשב ערך אופייני של מהירויות בעזרת חוק החלוקה השווה.
35186081טמפרטורת החדר