材料的熱性質
純銅（室溫熱導率約400 W/(m·K)）中固溶約30%鋅的黃銅，熱導率降到約120 W/(m·K)。主要原因為下列何者？
- A鋅是幾乎不傳熱的物質，熱的通路減少了它所佔的體積
- B固溶使晶格變軟，傳遞大部分熱的聲子速度大幅下降
- C溶質原子散射傳導電子使平均自由徑變短，熱導率與電導率一同下降
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正確答案：C. 溶質原子散射傳導電子使平均自由徑變短，熱導率與電導率一同下降
金屬的熱主要由傳導電子傳遞，因此熱導率與電導率幾乎成正比，兩者以Wiedemann-Franz定律相連。進入銅晶格的鋅原子擾亂原子排列的週期性而散射電子，使電子的平均自由徑變短，黃銅的電導率只有純銅的3成左右。熱導率也同樣從約400降到約120 W/(m·K)。鋅本身是熱導率約116 W/(m·K) 的金屬，並不是不傳熱的物質。金屬中聲子傳遞的熱本來就只是一部分，因此即使晶格的性質稍有改變，也無法說明這麼大的下降。