Определение коэффициента теплопроводности металлов. Крылова С.И - 8 стр.

UptoLike

Рубрика: 

8
происходит рассеяние фононов на фононах (столкновение
фононов), вследствие чего средняя длина свободного пробега
фонона (за исключением низких температур) оказывается
маленькой.
Рассмотренный механизм передачи энергии не
обеспечивает ее быстрого переноса и поэтому теплопроводность
твердых диэлектриков мала.
Опыт показывает, что теплопроводность металлов, как
правило, значительно больше теплопроводности диэлектриков.
Это объясняется тем, что
в металлах в переносе тепла кроме
фононов участвуют валентные электроны, образующие
электронный газ, подобный идеальному атомарному газу.
Механизм электронной теплопроводности металла подобен
механизму теплопроводности газа: валентные электроны, пролетая
большие расстояния между столкновениями с узлами решетки,
переносят энергию из одной части в другую.
В чистых металлах электронная часть теплопроводности
значительно больше
решеточной теплопроводности. При
достаточно высоких температурах решеточная (фононная)
теплопроводность составляет 1 –2 % от электронной
теплопроводности.
В сплавах со структурными неоднородностями
кристаллической решетки электронная теплопроводность может
быть сравнима с решеточной, а общая теплопроводность
приближается к теплопроводности диэлектриков.
Уравнение теплопроводности
Количественно явление теплопроводности во всех телах
описывается уравнением Фурье, согласно которому количество
тепла dQ, прошедшее за время dt через некоторую площадку s,
перпендикулярную направлению распространения тепла,
выражается формулой
происходит рассеяние фононов на фононах (столкновение
фононов), вследствие чего средняя длина свободного пробега
фонона (за исключением низких температур) оказывается
маленькой.
       Рассмотренный      механизм    передачи   энергии    не
обеспечивает ее быстрого переноса и поэтому теплопроводность
твердых диэлектриков мала.
       Опыт показывает, что теплопроводность металлов, как
правило, значительно больше теплопроводности диэлектриков.
Это объясняется тем, что в металлах в переносе тепла кроме
фононов    участвуют     валентные    электроны,  образующие
электронный газ, подобный идеальному атомарному газу.
Механизм электронной теплопроводности металла подобен
механизму теплопроводности газа: валентные электроны, пролетая
большие расстояния между столкновениями с узлами решетки,
переносят энергию из одной части в другую.
       В чистых металлах электронная часть теплопроводности
значительно больше решеточной теплопроводности. При
достаточно высоких температурах решеточная (фононная)
теплопроводность составляет 1 –2 % от электронной
теплопроводности.
       В    сплавах    со    структурными    неоднородностями
кристаллической решетки электронная теплопроводность может
быть сравнима с решеточной, а общая теплопроводность
приближается к теплопроводности диэлектриков.



                Уравнение теплопроводности

       Количественно явление теплопроводности во всех телах
описывается уравнением Фурье, согласно которому количество
тепла dQ, прошедшее за время dt через некоторую площадку s,
перпендикулярную    направлению     распространения  тепла,
выражается формулой



8