金属的导热系数

导热系数是一个类似的术语电导率不同之处在于它与热量不同的差异当前的在后者的情况下。它指向材料从一个点到另一个点到另一个点的热量的能力,没有材料的整体移动,越多导热系数它导致热量越好。
让我们考虑一块在温度t的一端的材料块1和其他在t2。对于T.1> T.2,来自t的热流1结束t.2结束,并在每单位时间流过单位区域的热通量(j)

在哪里,
k是导热系数在焦耳/米 - 秒-K或瓦特/米-K。

通常,固体中的热传递有两个组分

  1. 格子传导
  2. 电子传导

在固体中发生两种类型的热传导,但是根据材料的类型,一个是占据上的。
在绝缘材料的情况下,晶格传导有助于导热。这主要是由于这样的事实绝缘体电子通过它们的母体原子紧密保持,并且不存在游离电子。因此,通过振动将热量从一端转移到另一端原子保持在格子结构中。显然绝缘体是恶劣的导线,因为由于缺乏自由电子,它们不具有足够的传热能力。

然而,在金属的情况下,我们具有大量的自由电子,因此热传导主要是由于电子传导。金属的自由电子可以在整个固体中自由地移动,并以非常高的速率转移热能,与绝缘体相比。因此,金属具有高导热率。还观察到金属中最好的电气导体也表现出最佳的导热率。由于电气以及导热率依赖于自由电子,因此合金化效果的因素是性质。
金属的导热系数在300k的15 - 450 w / mk之间不等。

Wiedemann Franz Law.

Wiedemann Franz Law.基本上涉及金属的两种电导率,即具有温度的热和导电性。它指出导热系数k和电导率与样品的温度成比例。G.Wiedemann和R. Franz于1853年根据比率的实验数据建立在恒定温度下是恒定的。

1882年,丹麦物理学家L. Lorenz证明了这一关系绝对温度T的直接成比例的变化

其中,t =温度

本法基本上指出,随着温度的增加,金属的导热率随着电导率的降低而增加。我们知道金属的两个性质取决于自由电子。温度的增加会增加自由电子的平均速度,导致热能转移增加。另一方面,电子的速度增加也增加了用晶格离子的自由电子的碰撞次数,因此有助于增加电气电阻率或减少电导率
但是,这项法律有一定的局限性。所有温度范围都不存在相当性。它仅针对非常高的温度和非常低的温度发现。还有一些金属,如铍,纯银等。不要遵循这项法律。

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