Означает ли хорошая электропроводность хорошую теплопроводность?

10

Обычно материалы, которые являются хорошими проводниками электричества, также являются хорошими проводниками тепла, и наоборот. Есть заметные исключения?

thermal-conduction electrical

— ZXC
источник

свободные электроны, которые могут перемещаться между атомами, также служат для распространения тепловой энергии. ... doitpoms.ac.uk/tlplib/thermal_electrical/images/… ........ tibtech.com/images/conductivite_materiaux.JPG ........... google.fr/… :

— com.prehensible

10

Оксид бериллия является очень хорошим электрическим изолятором, но в то же время лучшим неметаллическим (кроме алмазного) теплопроводника.

Итак, подведем итог. В целом, хорошая теплопроводность коррелирует с хорошей электропроводностью, но это не строгое соотношение.

Например, есть эмпирический закон Видемана-Франца для металлов , который гласит , что отношение теплопроводности и электропроводности пропорциональна температуре . $k$ $\sigma$ $T$

\frac{k}{σ} = c_{0} T

$\frac{k}{\sigma} =c_0T$

Константа пропорциональности . Но, как указывает вики-статья, есть исключения из этого эмпирического отношения. $c_0$

— MrYouMath
источник

6

Для металлов хорошая электропроводность действительно подразумевает хорошую теплопроводность. Это известно из закона Видемана – Франца, который дает соотношение между электронным вкладом теплопроводности ( ) и электропроводности ( ) и пропорционален температуре ( ). $\lambda$ $\sigma$ $T$

\frac{λ}{σ} = L T

$\frac{\lambda}{\sigma} = LT$

Это дает эмпирическую константу известную как число Лоренца. $L$

L = \frac{λ}{σ T} = \frac{π^{2}}{3} (\frac{λ_{B}}{e})^{2} = 2.44 \times 10^{- 8} W Ω K^{- 2}

$L = \frac{\lambda}{\sigma T} = \frac{\pi^2}{3}(\frac{\lambda_B}{e})^2 = 2.44 \times 10^{-8} W\Omega K^{-2}$

Как указано, этот закон распространяется на металлы. Алмаз, например, является отличным проводником тепла благодаря своей структуре, но в то же время обладает очень высоким сопротивлением электрическому току.

— Valrog
источник

1

И, естественно, становится немного интереснее, играя с полуметаллами :-). Под этим я просто подразумеваю сложность. Электроны очень хорошо переносят энергию.

— Карл Виттофт

1

Как упоминалось в других ответах, наиболее заметным исключением является алмаз. Алмаз является отличным теплопроводником . Теплопроводность природного алмаза составляет около 22 Вт / (см · К), что делает алмаз в пять раз лучше, чем медь при теплопроводности. В то же время, удельное электрическое сопротивление большинства алмазов составляет от 10E11 до 10E18 Ом · м.

— Эрик Шейн
источник