Вопрос 16. Закон Джоуля — Ленца.К концу свободного пробега электрон под действием поля приобретает дополнительную кинетическую энергию

Закон Джоуля — Ленца.К концу свободного пробега электрон под действием поля приобретает дополнительную кинетическую энергию

При соударении электрона с ионом эта энергия полностью передается решетке и идет на увеличение внутренней энергии металла, т. е. на его нагревание.За единицу времени электрон испытывает с узлами решетки в среднем ázñ столкновений

Если n — концентрация электронов, то в единицу времени происходит názñ столкновений и решетке передается энергия ,которая идет на нагревание проводника. Подставив (103.3) и (103.4) в (103.5), получим таким образом энергию, передаваемую решетке в единице объема проводника за единицу времени,

Величина w является удельной тепловой мощностью тока. Коэффициент пропорциональности между w и Е² есть удельная проводимость g; следовательно,последнее выражение— закон Джоуля — Ленца в дифференциальной форме

Закон Видемана — Франца. Металлы обладают как большой электропроводностью, так и высокой теплопроводностью. Это объясняется тем, что носителями тока и теплоты в металлах являются одни и те же частицы — свободные электроны, которые, перемещаясь в металле, переносят не только электрический заряд, но и присущую им энергию хаотического (теплового) движения, т. е. осуществляют перенос теплоты. закон, согласно которому отношение теплопроводности (А) к удельной проводимости (у) для всех металлов при одной и той же температуре одинаково и увеличивается пропорционально термодинамической температуре:

где b— постоянная, не зависящая от рода металла. трудности при объяснении различных опытных данных:

Температурная зависимость сопротивления, оценка средней длины свободного пробега электронов в металлах, теплоемкость металлов.