Lei de Wiedemann–Franz

A lei de Wiedemann–Franz é uma relação na física que relaciona a condutividade elétrica de um metal à sua condutividade térmica. Ela afirma que a razão entre a condutividade elétrica e a condutividade térmica de um metal é proporcional à temperatura e é igual a uma constante conhecida como o número de Lorenz. A lei de Wiedemann–Franz recebeu esse nome em homenagem aos físicos alemães Georg Wiedemann e Robert Franz, que a propuseram pela primeira vez no meio do século XIX.

Derivação da Lei de Wiedemann–Franz:

Matematicamente, a lei de Wiedemann–Franz pode ser expressa como:

σ/κ = L T

onde:

σ – Condutividade elétrica do metal

κ – Condutividade térmica do metal

L – O número de Lorenz

T – Temperatura do metal

A lei de Wiedemann–Franz baseia-se na ideia de que a condução de calor e eletricidade em um metal está relacionada ao movimento dos elétrons do metal. De acordo com a lei, a razão entre a condutividade elétrica e a condutividade térmica de um metal é uma medida da eficiência com que os elétrons do metal transportam calor.

A lei de Wiedemann–Franz é útil para prever a condutividade térmica e elétrica de metais em diferentes temperaturas. Também é útil para entender o comportamento de metais em dispositivos eletrônicos, onde tanto a condutividade elétrica quanto a condutividade térmica são considerações importantes. A lei geralmente é considerada uma boa aproximação para a maioria dos metais em baixas temperaturas, mas pode falhar em temperaturas mais altas ou na presença de fortes interações eletro-fônicas.

Limitações da Lei de Wiedemann-Franz:

• O valor de L varia dependendo da substância.

• Esta lei não se aplica a temperaturas intermediárias.

• Em metais puros, tanto σ quanto κ aumentam conforme a temperatura diminui.

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