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金属的热导率问题 已有2人参与
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| 请教大家一个问题，请问金属的热导率和电阻温度系数之间有没有什么计算关系？ |
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4楼2017-04-06 14:44:36
kissego100
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【答案】应助回帖
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1、定义：热导率，又称"导热系数"。是物质导热能力的量度。符号为λ或K。 是指当温度垂直向下梯度为1℃/m时，单位时间内通过单位水平截面积所传递的热量。 其具体定义为:在物体内部垂直于导热方向取两个相距1米，面积为1平方米的平行平面，若两个平面的温度相差1K，则在1秒内从一个平面传导至另一个平面的热量就规定为该物质的热导率，其单位为瓦特·米-1·开-1(W·m-1·K-1)。 2、定义：电阻温度系数（temperature coefficient of resistance 简称TCR）表示电阻当温度改变1度时，电阻值的相对变化，单位为ppm/℃（即10E（-6）/℃）。 3、从二者的定义看到，他们都是和温度有关的变量。一个是温度对传热的影响，一个是温度对电阻的影响。 分析二者的联系需要从本质上来讲。金属的传热方式有两种，一种是格波，一种是电子运动；而温度对于金属电阻的影响是温度升高，电阻增大。金属内的电流是自由电子，电阻是是金属中原子除去自由电子剩下的带正电的离子对电子定向移动产生的阻挡碰撞，温度越高，此正离子在平衡位置的震动越剧烈，阻挡效果越好。 4、因此，二者在本质上是有关系的。 即，金属的电阻系数越大，温度上升时它的导热率变化也越大。 |
2楼2017-04-05 11:08:07
peterflyer 
木虫之王 (文学泰斗)
peterflyer
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【答案】应助回帖
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金属导体的热传导主要是通过电子的运动，金属的导热性的差别在于金属键的强弱区别。金属晶体的导热是由于晶体内部，自由电子与金属阳离子的碰撞，另一个金属原子又失去最外层电子，碰撞到第三个（形容词）金属阳离子上成为中性原子。假如右端受热，右端的中性原子失去电子带着能量向左边金属阳离子传递左边金属原子，受热又失去电子，再向左端传递。这样热就从右端导到左端了。而金属电阻的机制是：一个是晶格振动(金属晶体总有温度)这样晶格偏离规则的排列(BRAVIAS点阵排列),造成电子的BLOCH波有散射,形成电阻;另一个原因是金属晶体不纯净,有杂质,这样也参与破坏了这个BRAVIAS点阵排列,对BLOCH波有散射. 温度越高，晶格振动越激烈,对点阵的偏离越大,这样对BLOCH波的散射越厉害.这样金属的电阻率就随着温度的升高增大。 综上所述，在室温时电阻率不变的情况下，升高温度后，在相同温度下，金属的电阻率越大，说明电阻温度系数也越大。此时电子定向运动的阻力也会越大，电子的能量会更多地变成热能而在电子之间发生传递，也就是说，此时导热率也越大。因此金属的电阻温度系数和它的热导率存在正相关关系。但具体推导出金属的热导率和电阻温度系数之间的定量计算公式却是很困难的事。 |
3楼2017-04-06 14:09:50
5楼2017-04-07 15:42:51
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