Ley de Wiedemann–Franz
La ley de Wiedemann–Franz es una relación en la física que relaciona la conductividad eléctrica de un metal con su conductividad térmica. Establece que la relación entre la conductividad eléctrica y la conductividad térmica de un metal es proporcional a la temperatura y es igual a una constante conocida como el número de Lorenz. La ley de Wiedemann–Franz lleva el nombre de los físicos alemanes Georg Wiedemann y Robert Franz, quienes la propusieron por primera vez a mediados del siglo XIX.
Derivación de la ley de Wiedemann–Franz:
Matemáticamente, la ley de Wiedemann–Franz se puede expresar como:
σ/κ = L T
donde:
σ – Conductividad eléctrica del metal
κ – Conductividad térmica del metal
L – El número de Lorenz
T – Temperatura del metal
La ley de Wiedemann–Franz se basa en la idea de que la conducción de calor y electricidad en un metal está relacionada con el movimiento de los electrones del metal. Según la ley, la relación entre la conductividad eléctrica y la conductividad térmica de un metal es una medida de la eficiencia con la que los electrones del metal transportan calor.
La ley de Wiedemann–Franz es útil para predecir la conductividad térmica y eléctrica de los metales a diferentes temperaturas. También es útil para comprender el comportamiento de los metales en dispositivos electrónicos, donde tanto la conductividad eléctrica como la térmica son consideraciones importantes. La ley generalmente se considera una buena aproximación para la mayoría de los metales a bajas temperaturas, pero puede fallar a temperaturas más altas o en presencia de fuertes interacciones electrón-fonón.
Limitaciones de la ley de Wiedemann-Franz:
El valor de L varía dependiendo de la sustancia.
Esta ley no se aplica a temperaturas intermedias.
En metales puros, tanto σ como κ aumentan a medida que la temperatura disminuye.
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