Как изменяется электропроводность металлов с повышением температуры
Металлы считаются проводниками первого рода, которые проводят электрический ток, не изменяя своего химического состава, в отличие от проводников второго рода (расплавы, растворы), изменяющих состав. Причем, подвижность ионов значительно (в сотни тысяч раз) ниже, чем электронов.
Электропроводность разных металлов различна. Наиболее высокая она у серебра. Если принять ее за 100 %, то относительная электропроводность меди равна 91–92; алюминия – 50; железа – 12 %.
При повышении температуры электропроводность металла уменьшается. По-видимому, причиной этого являются увеличивающиеся при нагревании тепловые колебания ионов кристаллической решетки, препятствующие свободному перемещению электронов и повышение хаотического движения электронов.
При понижении температуры, наоборот, электропроводность металлов увеличивается сначала линейно, а при низких температурах необычайно быстро. При температуре, близкой к абсолютному нулю, у некоторых из них наблюдается явление сверхпроводимости.
Многие металлы способны испускать электроны под действием электромагнитных волн, что получило название фотоэлектрического эффекта.
Электропроводность металлов
Наиболее важным фактором, определяющим проводимость вещества, является количество электронов на конечной орбите его атомов. Свободные электроны в проводниках легко переносят электрический ток из одной точки в другую. Все металлы являются проводниками, каждый из них может иметь по несколько атомов на разных энергетических уровнях. Например, атом меди имеет только один электрон на своей конечной орбите.
Факторы, влияющие на проводимость:
- тип материала
- формула проводимости.
- температура.
- химический состав — состояние легирования.
Чем обеспечивается электрическая проводимость в металлах?
Электрическое поле создается в проводнике, когда источник постоянного тока, такой как батарея, подключается между двумя концами металлического провода. Это электрическое поле заставляет свободные электроны в металле дрейфовать в направлении, противоположном полю. Электроны, движущиеся больше, чем в одном направлении, в среднем, создали бы электрический ток.
Какой лучший проводник в металлах?
Серебро, медь и золото — считаются наилучшими проводниками. Металлы, атомы которых имеют 1 валентный электрон, являются хорошими проводниками. Серебро — лучший проводник, вторым лучшим проводником является медь, следующим — золото.
Как изменяется электропроводность металлов с температурой?
По мере повышения температуры металлов их проводимость уменьшается. Причина этого — вибрация. Когда температура повышается, валентность и полоса проводимости заканчиваются друг с другом, и поскольку электроны вибрируют слишком сильно, они теряют энергию, ударяясь друг о друга, что приводит к снижению проводимости.
Как достигается проводимость электрического тока в металлах?
Металлы — это элементы, которые содержат 1, 2 или 3 электрона в своих конечных слоях и образуют катион (положительный ион). Небольшое количество электронов в конечных слоях металлов создает множество электронов, благодаря чему металлы могут легко проводить электрический ток.
В чем причина электрической проводимости в металлах?
В металлах электропроводность является результатом движения электрически заряженных частиц. Атомы металлических элементов выражаются движением валентных электронов на конечной орбите атома. Именно свободные электроны, находящиеся на конечной орбите атома, позволяют металлам проводить электрический ток.
Таблица удельного сопротивления и проводимости при 20°C
Материал
ρ (Ом•м) при 20 °C
Удельное сопротивление
σ (См/м) при 20 °C
Проводимость
как зависит электрическая проводимость металлов, полупроводников и диэлектриков от температуры. Почему?
1) Сопротивление металлов с ростом температуры увеличивается, а проводимость УМЕНЬШАЕТСЯ.
Причина: с увеличением температуры увеличивается размах колебаний атомов кристаллической решетки металлов. Попробуйте например пройти через танцзал во время спокойной мелодии, а затем проделайте то — же самое во время быстрого танца. Вы сразу почуствуете каково бедным электронам двигаться внутри металла при высокой температуре.
2) Сопротивление полупроводников с ростом температуры уменьшается, проводимость УВЕЛИЧИВАЕТСЯ. Причина: С ростом температуры в полупроводнике увеличивается число свободных электронов и «дырок». Больше свободных зарядов-меньше сопротивление. 1000 согревшихся весной муравьёв (зарядов) перетащат больше груза чем 10.
3) Диэлектрики ПРАКТИЧЕСКИ не проводят электрический ток, это значит что ОЧЕНЬ маленький ток через них всё же идёт. При повышении температуры число свободных зарядов немного увеличивается, при достижении температуры плавления у некоторых диэлектриков сопротивление скачкообразно уменьшается а проводимость — УВЕЛИЧИВАЕТСЯ. Причина: ионы кристалличесой решетки становяться подвижными. Например стекло-типичный диэлектрик, но при нагреве до температуры плавления проводит электрический ток.
Остальные ответы
Насчет металлов — точно повышается, электроны, как любые частицы, с повышением температуры движутся быстрее. В вот насчет прочих не уверена.
у металлов точно прямо пропорционально, т.к электроны быстрее движутся, но при приближении теипературы к абсолютному нулю наблюдается эффект сверхпроводимости
диэлектрики, во-первых, вообще не проводят ток, у металлов с повышением темп. проводимость увел. и у полупроводников тоже
Источник: курс 8 класса
Величина обратная сопротивлению наз. эл. проводимостью. При повышении температуры сопротивление металлов увеличивается. Сопротивление электролитов при повышении температуры уменьшается.
195. Как зависит электропроводность металлов от температуры?
Проводимость УМЕНЬШАЕТСЯ. Причина: с увеличением температуры увеличивается размах колебаний атомов кристаллической решетки металлов.
196. Как зависит электропроводность чистых полупроводников от температуры?
Проводимость УВЕЛИЧИВАЕТСЯ. Причина: С ростом температуры в полупроводнике увеличивается число свободных электронов и «дырок».
197. Как зависит электропроводность примесных полупроводников от температуры?
Проводимость примесного полупроводника, как и проводимость любого проводника, определяется концентрацией носителей и их подвижностью. С изменением температуры подвижность носителей меняется по сравнительно слабому степенному закону, а концентрация носителей — по очень сильному экспоненциальному закону, поэтому зависимость проводимости примесных полупроводников от температуры определяется в основном температурной зависимостью концентрации носителей тока в нем.
198. Что такое внутренний фотоэффект? Внутренним фотоэффектом называется перераспределение электронов по энергетическим состояниям в твердых и жидких полупроводниках и диэлектриках, происходящее под действием излучений. Он проявляется в изменении концентрации носителей зарядов в среде и приводит к возникновению фотопроводимости или вентильного фотоэффекта. Фотопроводимостью называется увеличение электрической проводимости вещества под действием излучения.
199. Сформулируйте закон Дюлонга-Пти.
Закон Дюлонга-Пти (Закон постоянства теплоёмкости) — эмпирический закон, согласно которому молярная теплоёмкость твёрдых тел при комнатной температуре близка к 3R: Cv=3R где R — универсальная газовая постоянная.
200. Что такое фононы? Как определяется их энергии и квазиимпульс?
Фонон — квазичастица, введённая советским учёным Игорем Таммом. Фонон представляет собой квант колебательного движения атомов кристалла. E=h*v h-постоянная Планка v- частота
201. Почему при низкой температуре зависимость теплоемкости от температуры отклоняется от закона Дюлонга-Пти?
Многочисленные опыты показали, что общей для всех твердых тел закономерностью является не закон Дюлонга и Пти, а отклонения от него. В действительности теплоемкость твердых тел зависит от температуры и притом так, что с понижением температуры она уменьшается пропорционально кубу температуры и стремится к нулю при абсолютном нуле.