Теория Бидуэлла

В 1928 г. Бидуэлл о публиковал исследование, из которого следует, что коэффициент теплопроводности твердого лития, натрия, цинка и свинца в интервале температур от —250 до +200° С можно представить в следующем виде;

где С — атомная теплоемкость; Т — абсолютная температура; и — константы.

Кроме того, Бидуэлл показал, что второй член в правой части, возможно, соответствует переносу тепла вследствие соударений атомов.

В 1940 г. он опубликовал новое исследование, в котором первоначальная формула была модифицирована. В эту формулу былавведенаплотность

Он обосновал это соотношение ссылками на новые теории физики твердого тела и предположением, что коэффициент теплопроводности этих металлов состоит из двух членов, из которых один соответствует электронной теплопроводности, а второй — теплопроводности, обусловленной колебаниями кристаллической решетки. При высоких температурах электронная теплопроводность становится постоянной. Используя результаты работ Вильсона, Бидуэлл получил следующее соотношение:

где

— длина свободного пробега фононов;

— скорость звука в металле;

— число свободных электронов в единице объема;

R — универсальная газовая постоянная;

— масса электрона;

— время релаксации, т. е. среднее значение времени между двумя соударениями.

Отсюда Бидуэлл сделал вывод, что коэффициент теплопроводности жидкости можно найти, проследив за изменением коэффициента теплопроводности твердого тела в зависимости от и определив точку пересечения кривой с осью ординат =0.

Учитывая важность этого вывода, Поуэлл систематически изучил значения коэффициентов теплопроводности, полученные Бидуэллом, чтобы проверить его формулу. Он установил, что теория Бидуэлла не подтверждается опытом. Поэтому необходимы новые исследования.