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金屬的熱導(dǎo)率問題 已有2人參與
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| 請教大家一個問題，請問金屬的熱導(dǎo)率和電阻溫度系數(shù)之間有沒有什么計算關(guān)系？ |
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1、定義：熱導(dǎo)率，又稱"導(dǎo)熱系數(shù)"。是物質(zhì)導(dǎo)熱能力的量度。符號為λ或K。 是指當(dāng)溫度垂直向下梯度為1℃/m時，單位時間內(nèi)通過單位水平截面積所傳遞的熱量。 其具體定義為:在物體內(nèi)部垂直于導(dǎo)熱方向取兩個相距1米，面積為1平方米的平行平面，若兩個平面的溫度相差1K，則在1秒內(nèi)從一個平面?zhèn)鲗?dǎo)至另一個平面的熱量就規(guī)定為該物質(zhì)的熱導(dǎo)率，其單位為瓦特·米-1·開-1(W·m-1·K-1)。 2、定義：電阻溫度系數(shù)（temperature coefficient of resistance 簡稱TCR）表示電阻當(dāng)溫度改變1度時，電阻值的相對變化，單位為ppm/℃（即10E（-6）/℃）。 3、從二者的定義看到，他們都是和溫度有關(guān)的變量。一個是溫度對傳熱的影響，一個是溫度對電阻的影響。 分析二者的聯(lián)系需要從本質(zhì)上來講。金屬的傳熱方式有兩種，一種是格波，一種是電子運動；而溫度對于金屬電阻的影響是溫度升高，電阻增大。金屬內(nèi)的電流是自由電子，電阻是是金屬中原子除去自由電子剩下的帶正電的離子對電子定向移動產(chǎn)生的阻擋碰撞，溫度越高，此正離子在平衡位置的震動越劇烈，阻擋效果越好。 4、因此，二者在本質(zhì)上是有關(guān)系的。 即，金屬的電阻系數(shù)越大，溫度上升時它的導(dǎo)熱率變化也越大。 |
2樓2017-04-05 11:08:07
peterflyer 
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peterflyer
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金屬導(dǎo)體的熱傳導(dǎo)主要是通過電子的運動，金屬的導(dǎo)熱性的差別在于金屬鍵的強弱區(qū)別。金屬晶體的導(dǎo)熱是由于晶體內(nèi)部，自由電子與金屬陽離子的碰撞，另一個金屬原子又失去最外層電子，碰撞到第三個（形容詞）金屬陽離子上成為中性原子。假如右端受熱，右端的中性原子失去電子帶著能量向左邊金屬陽離子傳遞左邊金屬原子，受熱又失去電子，再向左端傳遞。這樣熱就從右端導(dǎo)到左端了。而金屬電阻的機制是：一個是晶格振動(金屬晶體總有溫度)這樣晶格偏離規(guī)則的排列(BRAVIAS點陣排列),造成電子的BLOCH波有散射,形成電阻;另一個原因是金屬晶體不純凈,有雜質(zhì),這樣也參與破壞了這個BRAVIAS點陣排列,對BLOCH波有散射. 溫度越高，晶格振動越激烈,對點陣的偏離越大,這樣對BLOCH波的散射越厲害.這樣金屬的電阻率就隨著溫度的升高增大。 綜上所述，在室溫時電阻率不變的情況下，升高溫度后，在相同溫度下，金屬的電阻率越大，說明電阻溫度系數(shù)也越大。此時電子定向運動的阻力也會越大，電子的能量會更多地變成熱能而在電子之間發(fā)生傳遞，也就是說，此時導(dǎo)熱率也越大。因此金屬的電阻溫度系數(shù)和它的熱導(dǎo)率存在正相關(guān)關(guān)系。但具體推導(dǎo)出金屬的熱導(dǎo)率和電阻溫度系數(shù)之間的定量計算公式卻是很困難的事。 |
3樓2017-04-06 14:09:50
4樓2017-04-06 14:44:36
5樓2017-04-07 15:42:51
6樓2017-04-07 15:43:09
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7樓2017-04-07 16:13:05
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