Теплоёмкость и электропроводность, Как объяснить корреляцию теплопроводности и теплоёмкости? Опции

[Digger]

Почему металлы, обладающие высокой теплопроводностью, являются хорошими проводниками электрического тока?
В учебниках пишут, что проводимость металлов обусловлена наличием в них т.н. "свободных электронов".
Но все щелочные металлы обладают наименьшей энергией ионизации, или, иначе говоря энергией отрыва электрона от атома, следовательно в них должно быть больше "свободных электронов", чем в других металлах, в которых энергия ионизации выше.
А вот факты, говорят об ином:
Например франций, обладающий наименьшей энергий ионизации, почти вчетверо хуже проводит ток, чем олово. А его теплопроводность меньше, чем у теллура, которой проводит ток хуже любого металла.


Вопрос: можно ли объяснить сей факт, опираясь на современные представления о теплоте и электричестве?

[vps137]

Почему металлы, обладающие высокой теплопроводностью, являются хорошими проводниками электрического тока?
В учебниках пишут, что проводимость металлов обусловлена наличием в них т.н. "свободных электронов".
Но все щелочные металлы обладают наименьшей энергией ионизации, или, иначе говоря энергией отрыва электрона от атома, следовательно в них должно быть больше "свободных электронов", чем в других металлах, в которых энергия ионизации выше.
А вот факты, говорят об ином:
Например франций, обладающий наименьшей энергий ионизации, почти вчетверо хуже проводит ток, чем олово. А его теплопроводность меньше, чем у теллура, которой проводит ток хуже любого металла.


Вопрос: можно ли объяснить сей факт, опираясь на современные представления о теплоте и электричестве?

Это у вас вопрос по физике твердого тела. Я такой физикой занимался в другом аспекте, но подумывал о сдаче кандидатского минимума, кое-что запомнилось с учёбы в университете. Мой ответ отрицательный.
Пока нельзя дать полного исчерпывающего ответа на этот вопрос. Наилучшей моделью до сих пор является модель Дебая, которая появилась ещё в начале 20-го века. Слишком много факторов надо учитывать в реальных металлах: симметрию кристаллической решетки, элетронную структуру, форму поверхности ферми, температуру, давление, примеси, наличие дефектов и проч. Каждая тема здесь имеет свои нюансы, тонкости. Причём электропроводность изучается в одном разделе, теплопроводность - в другом. Если пытаться всё понять, надо этим плотно заниматься, желательно ещё до момента получения диплома в университете, как напр. получилось у Михаила Кацнельсона или у Михаила Садовского.

Общий ответ такой, не претендующий на окончательный: Корреляция между элетропроводностью и теплопроводностью, конечно, есть, но в разных металлах и сплавах она проявляется по-разному.

[Digger]

Это у вас вопрос по физике твердого тела. Я такой физикой занимался в другом аспекте, но подумывал о сдаче кандидатского минимума, кое-что запомнилось с учёбы в университете. Мой ответ отрицательный.
Пока нельзя дать полного исчерпывающего ответа на этот вопрос. Наилучшей моделью до сих пор является модель Дебая, которая появилась ещё в начале 20-го века. Слишком много факторов надо учитывать в реальных металлах: симметрию кристаллической решетки, элетронную структуру, форму поверхности ферми, температуру, давление, примеси, наличие дефектов и проч. Каждая тема здесь имеет свои нюансы, тонкости. Причём электропроводность изучается в одном разделе, теплопроводность - в другом. Если пытаться всё понять, надо этим плотно заниматься, желательно ещё до момента получения диплома в университете, как напр. получилось у Михаила Кацнельсона или у Михаила Садовского.

Общий ответ такой, не претендующий на окончательный: Корреляция между элетропроводностью и теплопроводностью, конечно, есть, но в разных металлах и сплавах она проявляется по-разному.

Сдаётся мне, что вы и такие же как вы, тИАретики, (Дебай и пр.), ставите своей целью не понять физику, а "объяснить" её. И поэтому-то до сих пор нет ни термоядерной энергетики, ни высокотемпературных сверхпроводников, ни "фотонных" ракет, ни материалов с заранее заданными свойствами.
Главное для таких как вы, напустить побольше наукообразного тумана, а потом в этой мутной среде, ловить "рыбку", вернее, "зарабатывать" на хлебушек с маслицем и икоркой.
Вот вам простой факт, который не может быть объяснён с позиции современных представлений о теплоте и электричестве:
Считается, что проводимость металлов обусловлена наличием в них т.н. "свободных электронов", но электроны эти могут появиться в проводнике только в результате их отрыва от атома проводника, ведь если бы их заряд не был уравновешен зарядом ядра, то проводники имели бы отрицательный заряд по отношению к непроводникам.
Наименьшая энергия ионизации (энергия отрыва электрона от атома) у франция.
Но удивительно дело, удельное электрическое сопротивление франция выше, чем у любого другого металла!
Где деньги, Зин?

Сообщение отредактировал Digger - 21.1.2021, 12:26

[vps137]

Сдаётся мне, что вы и такие же как вы, тИАретики, (Дебай и пр.), ставите своей целью не понять физику, а "объяснить" её. И поэтому-то до сих пор нет ни термоядерной энергетики, ни высокотемпературных сверхпроводников, ни "фотонных" ракет, ни материалов с заранее заданными свойствами.
Главное для таких как вы, напустить побольше наукообразного тумана, а потом в этой мутной среде, ловить "рыбку", вернее, "зарабатывать" на хлебушек с маслицем и икоркой.
Вот вам простой факт, который не может быть объяснён с позиции современных представлений о теплоте и электричестве:
Считается, что проводимость металлов обусловлена наличием в них т.н. "свободных электронов", но электроны эти могут появиться в проводнике только в результате их отрыва от атома проводника, ведь если бы их заряд не был уравновешен зарядом ядра, то проводники имели бы отрицательный заряд по отношению к непроводникам.
Наименьшая энергия ионизации (энергия отрыва электрона от атома) у франция.
Но удивительно дело, удельное электрическое сопротивление франция выше, чем у любого другого металла!
Где деньги, Зин?

Я не Зина, но отвечу.
Без объяснения никакого понимания не может быть. Прежде чем понять какой-то эффект, надо многое себе объяснить или выслушать объяснения других, более подготовленных и сведущих деятелей. Просто так, без подготовки, силой мысли, интуицией физику не осилить.
Поэтому не осилить физику явления, если выхватывать из всего многообразия лишь какой-то один аспект, напр. энергию ионизации, не обращая внимания на другие свойства. Очевидно, что у франция есть свои особенности, в частности, уровень p в электронной подсистеме, которого нет у щелочных металлов. Это влечёт более сложное кристаллическое строение, от которого электросопротивление также сильно зависит.

[Digger]

Я не Зина, но отвечу.
Без объяснения никакого понимания не может быть. Прежде чем понять какой-то эффект, надо многое себе объяснить или выслушать объяснения других, более подготовленных и сведущих деятелей. Просто так, без подготовки, силой мысли, интуицией физику не осилить.
Поэтому не осилить физику явления, если выхватывать из всего многообразия лишь какой-то один аспект, напр. энергию ионизации, не обращая внимания на другие свойства. Очевидно, что у франция есть свои особенности, в частности, уровень p в электронной подсистеме, которого нет у щелочных металлов. Это влечёт более сложное кристаллическое строение, от которого электросопротивление также сильно зависит.

Ваши "объяснения", как, впрочем, и "объяснения" квантовых "механиков" сильно смахивают на то, как заезжие портные из известной сказки Г.Х. Андерсена вешали "лапшу" на уши тем, кто не видит того, какую тончайшую и прекрасную ткань они ткут.
А те кто этого не видит, тот либо дурак, либо не на своём месте.
Кто и где видел эти электронные уровни, чтобы с уверенностью вещать об их влиянии на электросопротивление?!
По какой-такой причине электроны в атоме распределяются по уровням, и что заставляет их двигаться по столь причудливым орбитам?!
Принцип причинности, однако, на который вы вместе с квантовыми "механиками" давно плевать хотели.
Вот и доплевались до того, что элементарных вещей не понимаете.
Кроме презрения и отвращения вы и тИАретики вроде вас, никакого иного чувства не вызывают, ибо нельзя иначе относиться к людям, которые вместо того чтобы делом заниматься, орут, толкаются, мешаются под ногами и заваливают всё вокруг мусором.

[vps137]

Ваши "объяснения", как, впрочем, и "объяснения" квантовых "механиков" сильно смахивают на то, как заезжие портные из известной сказки Г.Х. Андерсена вешали "лапшу" на уши тем, кто не видит того, какую тончайшую и

Я же не пытался что-то объяснять вам. Понятно, что это было бы бесполезно.

[Digger]

Я же не пытался что-то объяснять вам. Понятно, что это было бы бесполезно.

Понятное дело, что ваши "объяснения", являющиеся около-научными фантазиями, меня совершенно не устраивают.
Вы не ответили на мой вопрос о причинах распределения электронов в атоме по уровням, и о том, что заставляет их двигаться по причудливым орбитам.
Нет у вас никакого объяснения!

[vps137]

Понятное дело, что ваши "объяснения", являющиеся около-научными фантазиями, меня совершенно не устраивают.
Вы не ответили на мой вопрос о причинах распределения электронов в атоме по уровням, и о том, что заставляет их двигаться по причудливым орбитам.
Нет у вас никакого объяснения!

Вы почемучка

[Digger]

Вы почемучка

А вы легковерный простак, или мелкий шулер, впрочем, как и те кому вы бездумно верите..
Сон про не сон

Сообщение отредактировал Digger - 22.1.2021, 9:30

[alal]

Кроме презрения и отвращения вы и тИАретики вроде вас, никакого иного чувства не вызывают, ибо нельзя иначе относиться к людям, которые вместо того чтобы делом заниматься, орут, толкаются, мешаются под ногами и заваливают всё вокруг мусором.

попейте желчегонного

[Digger]

попейте желчегонного

Выпей ЙАду, арихметик...

[ahedron]

Digger

Вопрос: можно ли объяснить сей факт, опираясь на современные представления о теплоте и электричестве?

Нет.
Ответ дан, тему можно закрывать.

[vps137]

Digger

Нет.
Ответ дан, тему можно закрывать.

Соглашусь с вами. Если бы топикстартером были даны какие-то варианты решения, тогда другое дело - можно было бы обсуждать. Сабина Хоссенфельд верно сказала - трещин в физическом здании ещё много. Тут трещит, там. Что делать! Может, в самом деле надо взяться за сверхтекучую темную материю...

[Digger]

Соглашусь с вами. Если бы топикстартером были даны какие-то варианты решения, тогда другое дело - можно было бы обсуждать. Сабина Хоссенфельд верно сказала - трещин в физическом здании ещё много. Тут трещит, там. Что делать! Может, в самом деле надо взяться за сверхтекучую темную материю...

На мой взгляд, современная физика - это не здание покрытое трещинами, а "тришкин кафтан", шитый белыми нитками "по-чёрному".
А причина этого бардака, кроется в неспособности людей, называющих себя физиками, к физическому мышлению.Им формулу подавай, ибо для них формула и есть физический смысл.
Простая, вроде, задача, легко решаемая при помощи элементарной логики, а вводит тИАретиков в ступор.
Если проводимость металлов определяется наличием в них т.н. "свободных электронов", то чем больше этих электронов в проводнике, тем выше должна быть проводимость.
Но появиться эти самые электроны в проводнике могут только в результате их отрыва от атомов проводника. Следовательно, металлы (проводники), имеющие меньшую энергию отрыва электрона, должны обладать большим количеством "свободных электронов", а значит и иметь лучшую проводимость, но на поверку оказывается, что щелочные металлы, имеющие наименьшую энергию ионизации, далеко не лучшие проводники.
Отсюда вопрос:
Является ли электрический ток в проводнике направленным движением "свободных электронов", или это что-то иное?

[vps137]

Отсюда вопрос:
Является ли электрический ток в проводнике направленным движением "свободных электронов", или это что-то иное?

Ответ, что я дал себе. Электрический ток - это четырёхмерный лапласиан скорости 4D материи. Отсюда все его свойства.

[Digger]

Ответ, что я дал себе. Электрический ток - это четырёхмерный лапласиан скорости 4D материи. Отсюда все его свойства.

Вот это и есть типичный пример нефизического мышления!
Электрический ток переносит энергию, а энергия, по определению, способность системы тел, как минимум двух, совершать работу.
По вашему, "лапласиан" является телом?

[ahedron]

Digger, Официальное объяснение не подходит, мнение тИАретиков с арихметиками вам не интересно. Хотите чтобы вам объяснили всё это используя три закона Ньютона? Вы и сами сможете...

[vps137]

Вот это и есть типичный пример нефизического мышления!
Электрический ток переносит энергию, а энергия, по определению, способность системы тел, как минимум двух, совершать работу.
По вашему, "лапласиан" является телом?

Если по-вашему ток - тело, то я пас...

[Digger]

Если по-вашему ток - тело, то я пас...

Где я написал что ток это тело?!
Носителями тока принято считать электроны, вот они-то и считаются телом, если вы не в курсе.
Электрическим током в проводниках принято считать направленное движение электронов.
вы же считаете телом, создающим электрический ток в проводниках "лапласссиан"?!

Как говорится "хоть стой, хоть падай!"

[Ieronim]

Почему металлы, обладающие высокой теплопроводностью, являются хорошими проводниками электрического тока?
В учебниках пишут, что проводимость металлов обусловлена наличием в них т.н. "свободных электронов".

Вопрос: можно ли объяснить сей факт, опираясь на современные представления о теплоте и электричестве?

ПРО ЭЛЕКТРОПРОВОДИМОСТЬ
Начнем с экспериментов со статическим электричеством.
Сразу бросается в глаза – «электрон» здесь «отдыхает», т.е. электронная теория электричества здесь не работает. Остаются унитарная (электричество = порции электроэнергии) и дуальная (это где «+» и «-») теории электричества.
Дуальная теория не может объяснить некоторые эксперименты по статическому электричеству, работу электрофора, электрофорных машин. Никак не может объяснить – почему именно «одноименные» отталкиваются а «разноименные» притягиваются. Не может объяснить что такое «отрицательное» электричество и где оно корректно обнаружено (ведь отрицательных величин в физике нет). Что будет когда «+» и «-» сталкиваются? – бесследно исчезают?
Остается унитарная теория электричества Бенджамина Франклина – (по необъясненным основаниям не принимая канонической физикой). Но она объясняет все физически феномены.
Кроме того, не стоит забывать что «электрон», а тем более «электронно-протонное» строение атома – это гипотезы. Просто электронная теория электричества сейчас доминирует. А идея электрона появилась вследствие того, что при наблюдении в трубке Крукса возникает визуальная, оптическая иллюзия – будто поток энергии идет от катода к аноду, хотя все наоборот.
«Электрон» – это сейчас догма, но не истина. (надуманность идеи электрона безуспешно пытался опровергнуть первый нобелевский лауреат Конрад Рентген).
Т.о. электрический ток – это, скорее всего, поток порций («квантов») электрической энергии. Однако отчего зависит электропроводность неизвестно, потому как толком неизвестно, что есть физическое содержание процесса прохождения электроэнергии через проводник.
О ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ
Природа теплоты, тепловой энергии, кажется еще менее определенной, хотя физически ее природа кажется более понятной. Скорее всего, тепловое, инфракрасное, излучение есть поток порций («квантов») тепловой энергии. Кинетическая и проч. теории опровергаются просто – солнечное излучение согревает предметы на земле без участия «колеблющихся» атомов.
Т.о. физическое содержание процесса перемещения теплоты по проводнику тоже процесс не до конца понятный.
ВЫВОД
Тепловая энергия и электрическая энергия являются соседями в «иерархии» излучений энергий по величине энергии, содержащейся в их «квантах»:
-магнитная – электрическая, тепловая, световая, ультрафиолетовая, рентгенова, гамма.
Все «соседи» имеют сходные свойства.
Как известно Ом свой закон (который в его книге, а не в учебниках) строил по модели "теплового" закона Фурье, исходил из того, что тепловая и электрическая энергия схожи. (были и другие физики) Этим может и объясняется корреляция между электро- и тепло- проводимостью. А детали пока неясны.