材料的熱性質
使用Wiedemann-Franz定律 κ = LσT(勞倫茲數 L = 2.44×10⁻⁸ W·Ω/K²),估算300 K下電導率 σ = 5.9×10⁷ S/m 之銅的熱導率,最接近下列何者?
- A約430 W/(m·K)
- B約39 W/(m·K)
- C約1.4 W/(m·K)
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正確答案:A. 約430 W/(m·K)
κ = 2.44×10⁻⁸×5.9×10⁷×300 ≈ 432 W/(m·K),約430 W/(m·K)。這接近實測的約400 W/(m·K),可知金屬中大部分的熱由傳導電子傳遞。電子同時傳遞電荷與熱,兩者都受同樣的散射妨礙,因此 κ/σ 與絕對溫度成正比,比例係數是幾乎與金屬種類無關的勞倫茲數。約39 W/(m·K) 是以攝氏溫度的27代替絕對溫度的值。約1.4 W/(m·K) 是忘了乘上溫度的值。做成合金而使電導率下降時,熱導率也以幾乎相同的比例下降。