ვიდემან-ფრანცის კანონი

Wiedemann-Franz კანონი არის კანონი, რომელიც უკავშირებს თერმულ გადატაცებას (κ) და ელექტროდუქტივიტეტს (σ) მასში შედის შეზღუდულად თავსუფლად მოძრავ ელექტრონები.

• თერმული გადატაცება (κ): ეს არის მასალის თერმული გადატაცების ხარისხის ზომა.

• ელექტროდუქტივიტეტი (σ): ეს არის მასალის ელექტროდუქტივიტეტის ხარისხის ზომა.

კვარცხლებში, როდესაც ტემპერატურა იზრდება, თავსუფლად მოძრავი ელექტრონების სიჩქარე იზრდება, რაც იწვევს თერმული გადატაცების ზრდას და ელექტრონების და ქსელის იონების შეჯახებების ზრდას. ეს იწვევს ელექტროდუქტივიტეტის შემცირებას.

კანონი განსაზღვრავს მასალის თერმული გადატაცების ელექტრონული როლის შეფარდებას მასალის (კვარცხლის) ელექტროდუქტივიტეტთან და ეს შეფარდება პროპორციულია ტემპერატურას.

ეს კანონი დასახელებულია გუსტავ ვიდემანის და რუდოლფ ფრანცის სახელებით, რომლებმაც 1853 წელს დაამახსოვრეს, რომ შეფარდებააქვს თანაბარი მნიშვნელობა განსხვავებული კვარცხლებისთვის იგივე ტემპერატურაზე.

კანონის გამოყვანა

ამისთვის უნდა შევიტანოთ ჰომოგენური იზოტროპული მასალა. ამ მასალას შემდეგ უნდა შევუდგეთ ტემპერატურის გრადიენტი. თერმული დანაკარგის მიმართულება იქნება საპირისპირო ტემპერატურის გრადიენტის მიმართულებას სამთავრო საშუალებით.
თერმული დანაკარგი, რომელიც გადის მასალაზე ერთეულ დროში ერთეულ ფართობზე, არის თერმული დანაკარგის დანარჩენი. ეს იქნება პროპორციული ტემპერატურის გრადიენტს.

K → თერმული გადატაცების კოეფიციენტი (W/mK)
K = Kphonon + Kelectron; რადგან თერმული დანაკარგის გადატაცება სოლიდებში ხდება ფონონებისა და ელექტრონების მიერ.

ახლა შეგვიძლია გამოვიყვანოთ თერმული გადატაცების კოეფიციენტის გამოსახულება.
ამისთვის უნდა შევიტანოთ, რომ თერმული დანაკარგი დანარჩენია უფრო მაღალი ტემპერატურიდან დაბალი ტემპერატურამდე კვარცხლის ფართობზე, რომელიც აქვს ტემპერატურის გრადიენტი.

cv → სპეციფიკური თერმული ენერგია
n → ერთეულ მოცულობაზე შეერთებული ნაწილაკების რაოდენობა
λ → შეჯახებების საშუალებით საშუალებით საშუალებით საშუალებით საშუალებით საშუალებით საშუალებით საშუალებით საშუალებით საშუალებით საშუალებით საშუალებით საშუალებით საშუალებით საშუალებით საშუალებით საშუალებით საშუალებით საშუალებით საშუალებით საშუალებით საშუალებით საშუალებით საშუალებით საშუალებით საშუალებით საშუალებით საშუალებით საშუალებით საშუალებით საშუალებით საშუალებით საშუალებით საშუალებით საშუალებით საშუალებით საშუალებით საშუალებით საშუალებით საშუალებით საშუალებით საშუალებით საშუალებით საშუალებით საშუალებით საშუალებით საშუალ......