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.

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.

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.

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!

Вы почемучка

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

попейте желчегонного

Выпей ЙАду, арихметик...

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...

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?

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?

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...

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!"

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.

Я уже просил вас начать изучение физики с определений.
Неужели вы не понимаете, что "квант энергии" - понятие не физическое, ибо энергия не существует в отрыве от материи. Т.е. только субстанция обладающая массой может быть носителем энергии.
Энергия без её носителя - абсурд ("сапоги всмятку").

Существует только два вида энергии - кинетическая и потенциальная. Все остальные виды энергии - суть их производная. Квант энергии - порция чего?
Что такое энергия по вашему?

Что касается электронной теории электричества, то на мой взгляд, её абсурдность становится очевидной при попытке объяснения сверхпроводимости.
Почему одни металлы (ртуть, свинец) переходят при низких температурах в сверхпроводящее состояние, а другие, например, медь не удаётся перевести в сверхпроводящее состояние? Неужто атомы ртути и свинца при низких температурах превращаются в пустоту и электроны могут в них беспрепятственно двигаться?!
Об ошибочности электронной теории свидетельствуют и эффекты Пельтье и Зеебека, которые невозможно внятно и непротиворечиво объяснить без отказа от электронов, как носителей тока.
Мне кажется более правдоподобной волновая теория электричества, где электрический ток представляет собой продольные электрические волны, распространяющиеся в Эфире.
Но это совсем другая тема и мне не хотелось бы её сейчас обсуждать.

Возьмём на вооружение логику. Словами великого последователя великого Ньютона энергия - "способность системы тел, как минимум двух, совершать работу". Электрический ток несёт энергию. Следовательно, ток является телом, как минимум, двумя телами одновеременно.

С другой стороны, я не утверждал, что электрический ток - лаплассиан. Не надо перевирать мои слова. Лаплассиан - это математическое выражение, такое же, как знак + или -, как производная и интергал. Главное в физике - к чему это выражение приложено, какую операцию оно выполняет над материей. Вы же сознательно усекли моё определение и получили нонсенс. Это приёмчик демагога.

Материя - это более широкое понятие, чем тело. Материя движется и тем самым несёт в себе энергию, материя обладает энергией. У вас же в ваших рассуждениях очевидная путаница между током и носителями тока. Я не отрицаю, что в электроны и другие заряженные частицы - носители тока. Это мной усвоено со школы. Но это не объясняет ничего в электродинамике. Это вероучение, мантра, придуманная ещё в позапрошлом веке. Мне же интересно знать в отличие от вас не на словах, а на деле, причину явления - электрического тока в данном случае. Поэтому я занимаюсь теорией, созданием теории, потому что мантры из учебников меня уже не очень интересуют. Иначе другого пути познания я не вижу.

Я растолковываю всё это не для того, чтобы вас убедить. Варяг на то и варяг, чтобы стоять не падая, уперевшись рогом в Начала натуральной философии, Такая, видать, карма - ничего не поделать...

??????!!!!
Понятия "энергия" и "работа" появились в физике через много лет после смерти Ньютона.
А ток не тело, а "поток", и двумя телами он никак быть не может.
Только вот поток чего, на самом деле, современной науке неведомо.
Эт-т у вас раздвоение личности начинает проявляться.
Недолго и в "жёлтый дом" загреметь.

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


#15

Разве не вы?!

Вы, похоже, не понимаете разницы между физическим объектом и математическим выражением.


Стыдно смотреть, как вы врёте и выкручиваетесь в попытках сохранить своё реноме.
Не пишите мне более.
Вы мне неинтересны (совсем).

Взаимно.

1) Материя (физические объекты) существует в двух видах: а ) масса (вещества, тела); б) энергии.

Выражение: "Энергия без её носителя - абсурд" - это просто ваша точка зрения, распространенный стереотип. Нет никаких физических и логических оснований утверждать, что энергия не существует в виде энергии. (Слово «энергия» есть, а самой энергии нет?)

2) В механике слово «энергия» имеет иной, метафорический, смысл, нежели когда мы говорим о тепловой, световой, электро- и др. энергиях.

В выражении «кинетическая энергия» – просто используется слово "энергия". А что оно в данном случае значит? Кинетическая энергия – это, упрощая, – произведение массы тела на его скорость. Обратите внимание! – у тела уже есть скорость! А откуда она взялась? - изначально тело "толкнула" энергия (выделенная химической реакций, либо излученная другим телом). Т.е. чтобы тело получило скорость – на это нужно затратить энергию. И из этого движения можно получить энергию, но сама по себе «кинетическая энергия» – не энергия как таковая, а результат ее использования.

"Потенциальная энергия" в механике – есть сохранение в теле результата (потенциала) использования энергии. Грубо говоря, это механический «конденсатор» энергии. Но это не энергия как таковая.

3) Квант энергии – это мельчайшая порция энергии.

Вы спрашивает: «Что такое энергия по вашему?» – определения:

«Энергия – это субстанция, представляющая собой потенциал температуры, движения, работы, взаимодействия. Существует в виде порций, квантов магнитной, электрической, тепловой, световой, ультрафиолетовой, рентгеновой и гамма энергии, различающихся величиной энергии.
По сути, энергия относится к исходным, «основным» величинам. Энергия, относится к числу первоначальных понятий, не требует определения, измеряется прямо, непосредственно, в величинах энергии – калориях.
Возможно, самой простой и понятой формой энергии является тепловая энергия, кванты инфракрасного излучения.» [Ильясов Ф.Н. Словарь по физике]

Схожее понимание: «Энергия (от греч. energeia-действие, деятельность) - общая количеств. мера движения и взаимодействия всех видов материи.» [Физ. Энциклопедия. Под. ред. Прохорова]

4) Существование «эфира» никак не доказано – это просто вера, «гражданская религия». Физика – это измерение свойств (величин) объекта. Нет результатов измерений свойств физического объекта – эфир, т.е. он не обнаружен.

Простое объяснение – электрический ток есть поток порций электрической энергии, вас не устраивает. Хотя это объясняет все электрические феномены. Но вам хочется ввести «избыточные сущности» – мифические продольные электрические волны и эфир. А зачем вводить избыточные сущности?

Вы считаете энергию материальным объектом?
Или вы до сих по не знаете что такое материальный объект?

Эфир не избыточная сущность, а объективная реальность, как например, центробежная сила, которая дана нам в ощущении и не зависит от нашего сознания, или вы полагаете, что геостационарный спутник, неподвижно висящий над одной точкой на поверхности Земли, удерживается от падения на неё Святым Духом?!
И прекратите кивать на Ильясова! Это для вас он авторитет, а для меня он никто и звать его никак.

Геостационарный спутник удерживается от падения так же как и все остальные спутники. А зрительный эффект, что он висит над одной точкой поверхности Земли, возникает от того, что геостационарная орбита - это круговая орбита на высоте 35786 км над уровнем моря, расположенная над экватором Земли, находясь на которой спутники обращаются вокруг планеты с угловой скоростью, равной угловой скорости вращения Земли вокруг оси.

Дядя этого не понимает

Если представить или найти в дальних далях планету, которая не вращается, то дядя никак не сможет в стотысячный раз приводить примеры со стоячими спутниками, ибо их не будет у невращающейся планеты

Доцент тупой, ибо не освоив азов механики Ньютона, аки горный козёл сигает из одной СО в другую, не понимая, что на спутник действует сила притяжения Земли, и только Земля является в данном случае единственно правильной СО, относительно которой следует рассматривать силы действующие на спутник.
Силы и только они определяют состояние тел в механике Ньютона.
В исповедуемой вами релятивистской механике, силы не рассматриваются вовсе, а главное место в ней занимает "наблюдатель" (сигающий из одной СО в другую горный козёл).
Искажение механики Ньютона, главное место, в которой занимает распознание истинных движений, арихметиком Эйлером сводится к относительности движений, и поэтому отбрасывает науку в мрачное средневековье, ибо для "наблюдателя" неважны причины изменения состояния тел, а важно лишь то, что он "НАБЛЮДАЕТ"! А наблюдает он, находясь на Земле, что Солнце вращается вокруг Земли, и невдомёк ему болезному, что Галилей и Ньютон считали иначе.
Ведь для него истинно то, что он видит.

Вы намекаете, что если найти планету , которая не вращается вокруг своей оси, то вы и над ней сможете подвесить планетостационарный спутник, который висит над одной точкой этой планеты ?

Нет, я намекаю, на то, что геостационарный спутник, покоящийся в СО Земли, вращается вместе с нею относительно её центра. И что это вращение создаёт центробежную силу, удерживающую его от падения на Землю.
Поэтому попробуйте ответить на вопрос об источнике этой центробежной силы.
Где он находится, что собой представляет, и почему именно вращение создаёт центробежную силу?

Так я и имею вот это в виду:
берем находим во Вселенной планету , назовем Zemlia, которая НЕ ВРАЩАЕТСЯ вокруг своей оси, без всяких СО! Вот не вращается Zemlia и все, отвес,весы, приборы любые показывают, что не вращается она.
Вы подвешиваете Zemlia-стационарный спутник и показываете , что он не падает и что-то его удерживает без опор-тросов-поддувов.

По моему, тут проблема в центробежной силе, которой нет, как и энергии как физической сущности... это Фсё циферки.
Сколько же ещё нужно человечеству тысячелетий, чтобы понять это...

Зачем далеко ходить, когда такая планета (Луна) у нас под боком?
Искусственные спутники вокруг неё вполне себе крутятся, а селено-стационарный спутник повесить над ней не получается.
Как вы думаете, почему?

Откройте тайну мирозданья , не томите

Это вы покажите где находится "Zemlia-стационарный спутник", который не падает и что-то его удерживает без опор-тросов-поддувов, при том, что Zemlia НЕ ВРАЩАЕТСЯ.

Сдаётся мне, что такой спутник может существовать только в воспалённом воображении арихметиков, не знающих и не понимающих, что такое принцип причинности, и что такое механика Ньютона.

Почемучка не даёт ответы. Он их критикует с точки зрения силы - по-видимому, темной, окоянной.