![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Теория Бриджмена, Перлица, Мотта и РаоСтр 1 из 3Следующая ⇒
Теплопроводности жидких металлов
Выполнила ст. гр. Ф-09-2 Петрова В.П Проверил д.т.н зав. Отделением теплофизики и энергетики ФТИ СВФУ Степанов А.В.
Якутск 2012 Содержание 1. Введение 2. Теория Бриджмена, Перлица, Мотта и Рао 3. Теория Бидуэлла 4. Функция Лоренца для жидких металлов 5. Выводы
Введение Жидкие металлы. Непрозрачные жидкости, обладающие большимитеплопроводностью и электропроводностью, а также др. свойствами, характерными для твердых металлов. жидким металлам является все расплавленные. металлы и сплавы металлов с рядом металлов. Некоторые полуметаллы и полупроводники после плавления становятся жидкими металлами одни — сразу после плавления (Ge, Si, CaSb и др.), другие — при нагревании выше температуры плавления (сплав Fe—Se, PbFe, PbSe, ZnSb и др.). Некоторые неметаллы (Н, Р, С, В) становятся жидкими металламипри высоких давлениях. При атм. давлении и комнатной температуре жидким металлом является лишь ртуть (темпеpaтура плавления -38, 9°С). Носители заряда в жидкие металлы — электроны. Для чистых металлов электропроводность при плавлении уменьшается примерно вдвое и при дальнейшем нагревании убывает линейно с температурой. Исключение составляют двухвалентные Жидкие металлы— их электропроводность при повышении температуры проходит через минимум. Термоэдс скачком меняется при плавлении, и для многих жидких металлов она пропорционально абсолютной температуре. Коэффициент Холла R (см. Холла эффект) для жидких металлов< 0 и может быть приближённо вычислен по формуле: R= (nec)-1, где n — электронная концентрация, е — заряд электрона. Так как теплопроводность металлов пропорция их электропроводности и температуре (см. Видемана — Франца закон), а изменение электропроводности металлов при плавлении относительно мало, то теплопроводности твердых и жидких металлов одного порядка. Некоторые жидкие металлы сочетают, значит, теплопроводность с высокой теплоёмкостью. Это позволяет использовать их в качестве-ветеплоносителей. Наиболее изучены жидкие натрий и калий. Они обладают достаточно низкими точками плавления и применяются либо отдельно, либо в виде сплавов для отвода теплоты в ядерных реакторах. Теория Бриджмена, Перлица, Мотта и Рао
Еще в 1921 г. Бриджмен отметил, что электрическое сопротивление металлов и сплавов резко меняется при плавлении. Это изменение происходит таким образом, что фаза с наименьшим удельным объемом имеет также минимальное электрическое сопротивление. В 1926 г. Перлиц выдвинул гипотезу о том, что должна существовать связь между формой кристаллической решетки и изменением коэффициента электропроводности в точке плавления, поскольку можно считать, что атомы, расположенные упорядочение в твердой фазе, в жидкости распределяются хаотически. По его расчетам отношение 1. У висмута, сурьмы и галлия 2. У натрия, лития, калия, рубидия, цезия и алюминия 3. У серебра, кадмия, свинца, таллия, меди, цинка, теллура, олова и золота отношение
Таблица 1 Значения отношений коэффициентов электропроводности
Щелочные металлы второй группы имеют объемноцентрированную кубическую кристаллическую решетку, а алюминий — гранецентрированную кубическую решетку. Большая часть металлов третьей группы имеет гексагональную или гранецентрированную кубическую решетку. К сожалению, последующие исследования не подтвердили этого простого правила (табл. 1). В 1934 г. Мотт предложил теоретическую зависимость отношения коэффициентов электропроводности до и после плавления от отношения частот колебаний атомов втвердой и жидкой фазах (Значения, полученные Моттом, приведены в табл. 1.) Для висмута и сурьмы Теория и эксперимент сравнительно хорошо согласуются. Это позволяет предполагать, что увеличение сопротивления в жидком состоянии связано с увеличением амплитуды колебаний атомов, а не с тем, что атомы в жидкости не упорядочены, как в твердом теле. Кроме того, исследование Мотта показывает, что коэффициент электропроводности изменяется обратно пропорционально абсолютной температуре. В 1942 г. Рао провел аналогичное исследование отношения коэффициентов теплопроводности в твердом и жидком состояниях Значения, вычисленные Рао, также приведены в табл. 1. (Отметим, что значения отношения
|