556

t7

_vvlASM>St;, OtPLHt

T£«(AŁ(SV

dnictwo cieple

17.3. PrZ^0WO    ._v ._ialaCh stałych ciepło jest p,,_C!V

c«P'^ne*°

po^J^fcwn onergn cieplne, / ciek. c,_cplc,,„ _el ((Miony ■ J^depl^jf ”^.^,ce _Pr/.« preekrń, Popr/ecny ^p    pr/ruiHJi"^K _e; Ctepl°    _mpcnnurach. podbielone pr/*, _w

sirumicń eiepl.1 ^pU^cst pniporcjonkl.,, ttbrt*“ ^k0^^X “_ckn,,u_Pop^^/f^c^_ri._J,,„_alnoSc.. kińra ,e»l .mara s/yhl.

,p,,»,errc»uucP    _dr/d> ^S*^—nazywana prznodnoicą ,,_rpi„_ą ,

SKgjCSKSW- '■

dT

Jn -

wspo!czy^,,n

■ „m nrzepływa «*> *****° ^{końca P}'^c'^{;i do k}'"Wu _ ■ .a—, wsKazujt. »    ^^dnictwa cieplnego jest W m ^; k ,_ub

mleć. Jednostka ^ws^^zy _nn,_k L^odmclwa cieplnego /. jest r.mny ,!oćc, jT- n, " K" ^P^fednostke powierzchni w jcdnos.ee czasu _pr/, przepływającego przez J    oderywa podobna roi? w pr/em,x,_ailu

^kowym **r~&_D wTransporc.e masy. Wartości /. dla wyb.anyj

Ciepła jak wspólczynnik dyluzji    . _ciepI„_{a ma}|_cje zwykle z tempem,,^

gnatów    a,'o, maleje o ok. 20* ze wzrostem temperatury o IOTK, K

nlolisi dla Fe o ok. 10* __nośt.    _przyjmuJc się. że transfer cc;!,

w interpretacji pr/    elektrony przewodnictwa i fonony /

W ciałach stałych cdby^ s»C P.    wolnych elektronów ciepło mo/c h ,

wynika, że w izolatorach ^n,c    ^ metalach przewodzenie ciepła odbyta i_v

przewodzone jedynie przez    •    ,_{ędu na} ich dużą liczbę i ruchliwość

.^r.cS5W-A»--^-

W celu zachowania elektroobojętności liczba elektronów pr/cmieszc/ają-cych sic z końca gorącego do końca zimnego pręta musi się równać liczbie elektronów przemieszczających się z końca zimnego do końca gorącego. Sytuacja jest inna. gdy ciepło jest przewodzone przez fonony. W tym przypadku liczba fononów w gorącym końcu pręta jest większa niż w zimnym, a wyrównywanie temperatury pręta następuje dzięki przepływowi fononów z końca gorącego do końca zimnego.

Przewodnictwo cieplne w izolatorach odbywa się d/ięki przemieszczaniu się fononów w dół gradientu ich stężenia, tj. z końca gorącego, w którym jest ich dużo do końca zimnego, w którym jest ich znacznie mniej. Przemieszczające się fonony oddziałują z napotkanymi na swej drodze defektami struktury i innymi fononami. dlatego występuje oporność cieplna, która jest analogiczna do oporności elektrycznej.

Metale. W metalach w dostatecznie wysokich temperaturach fononowe przewodnictwo cieplne stanów, jedynie 1-2* elektronowego przewodnictwa ciepła. Tym tłumaczy się dużo większe przewodnictwo cieplne metali niż dielektryków.

W przypadku metali pasmo walencyjne mc jest w pełni zapełnione, wobec tego. aby elektrony mogły się przemieszczać i uczestniczyć w przewodnictwie ciepła jest wymagane jedynie ich niewielkie wzbudzenie cieplne. Ze wzrostem temperatury metali występują dwa przeciwstawne czynniki wpływające na ich przewodność cieplną. Rośnie liczba nośników ciepła, gdyż zwiększa się liczba elektronów wzbudzonych do stanu przewodnictwa oraz rośnie liczba fononów, a jednocześnie ze wzrostem temperatury zwiększa się amplituda drgań atomów, co powoduje zmniejszenie ruchliwości elektronów ze względu na ich skuteczniejsze rozpraszanie przez atomy drgające z większą amplitudą. Sumaryczny wpływ tych czynników jest różny dla poszczególnych metali, dlatego przewodność cieplna niektórych metali rośnie ze wzrostem temperatur)’. a innych maleje (rys. 17.3).

Przewodność cieplna metali zależy od gęstości defektów struktury krys-

talicznej i mikrostruktury. Odkształcenie plastyczne, atomy domieszki w roztworze i cząstki innej fazy zmniejszają przewodność cieplną metali. Zanieczyszczenia zmniejszają przewodność cieplną, gdyż atomy zanieczyszczeń szczególnie

^TabUc*

^Pc,ł*«t«e Pokoi    cieplna wybianych m«t«n*i6w w

"--~__

1 PlWwodBoU cieplna /. W

t/-* ^Pf,/r-^v'GC*JVCTYłO C\EPVNC

^{SUl X5Cf}N»Mol7.12.3

Ceramiki

S>C

AljO,

S,,N₄

S/.lcł° sodowo-wapniowe Polimery Polietylen Nylon 6 6

Pol iczicroH uoroeiy len Pianka poliuyrcnowu

Inne

Drewno OJnb) Powietrze

401

237

17*

91

*0.2

120

16.3

S7.9

35

14

0.95

0.31

0.24

0.225

0.03

0.16

0.00023