loi de Wiedemann–Franz

La loi de Wiedemann–Franz est une relation en physique qui relie la conductivité électrique d'un métal à sa conductivité thermique. Elle stipule que le rapport entre la conductivité électrique et la conductivité thermique d'un métal est proportionnel à la température et est égal à une constante connue sous le nom de nombre de Lorenz. La loi de Wiedemann–Franz porte le nom des physiciens allemands Georg Wiedemann et Robert Franz, qui l'ont proposée pour la première fois au milieu du 19ème siècle.

Dérivation de la loi de Wiedemann–Franz:

Mathématiquement, la loi de Wiedemann–Franz peut être exprimée comme suit :

σ/κ = L T

où :

σ – Conductivité électrique du métal

κ – Conductivité thermique du métal

L – Le nombre de Lorenz

T – Température du métal

La loi de Wiedemann–Franz repose sur l'idée que la conduction de la chaleur et de l'électricité dans un métal est liée au mouvement des électrons du métal. Selon cette loi, le rapport entre la conductivité électrique et la conductivité thermique d'un métal est une mesure de l'efficacité avec laquelle les électrons du métal transportent la chaleur.

La loi de Wiedemann–Franz est utile pour prédire la conductivité thermique et électrique des métaux à différentes températures. Elle est également utile pour comprendre le comportement des métaux dans les dispositifs électroniques, où la conductivité électrique et la conductivité thermique sont des considérations importantes. La loi est généralement considérée comme une bonne approximation pour la plupart des métaux à basse température, mais elle peut ne plus s'appliquer à des températures plus élevées ou en présence d'interactions électron-phonon fortes.

Limites de la loi de Wiedemann–Franz:

• La valeur de L varie en fonction de la substance.

• Cette loi ne s'applique pas aux températures intermédiaires.

• Dans les métaux purs, σ et κ augmentent lorsque la température diminue.

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