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电导率大小和温度有什么关系 电导率随温度变化的规律

1、热导率与温度的关系

热导率是指物质的导热能力,其大小与物质的内部结构、界面形态和温度等因素有关。在温度不同的情况下,物质的热导率也不同。一般来说,物质的热导率随着温度的升高而增加,但这种趋势在某些物质中也可能会反转。

当温度升高时,物质的内能增加,分子热运动加强,导致热传递速度加快,因此热导率会增加。但是,当温度升高到一定程度时,物质内部分子的热振动过度激烈,热运动相互干扰,导致热传递发生阻碍,从而导致热导率下降。因此,在一定温度范围内,物质的热导率与温度呈正相关。

2、电导率与温度的关系

电导率是指物质的导电能力,其大小与物质中自由电子的数量和迁移率有关。在温度不同的情况下,物质的电导率也不同。一般来说,固体的电导率随着温度的升高而增加,而液体和气体的情况则不同。

固体的电导率随温度升高的原因是,温度升高会使晶格振动强化,分子之间相互碰撞、摩擦增加,因此自由电子的迁移率增加,导致电导率上升。但是,在某些材料中因为杂质、缺陷等因素导致自由电子数目减少,因此电导率随温度的升高而下降。

对于液体和气体,其电导率随温度升高而下降是因为温度升高,分子之间的距离变大,自由电子的迁移被阻碍,同时分子之间的电阻增加,导致电导率下降。

3、半导体与温度的关系

半导体的导电性介于导体和绝缘体之间,其电导率受电子数量和能带结构的影响。在温度不同的情况下,半导体的导电性也会发生变化。

温度升高会使半导体材料中的电子激发,跃迁到导带,因此电子数量增加,导电性增强。但是随着温度升高,固体的晶格振动加剧,可能导致电子-杂质或电子-声子散射增加,从而缩小电子迁移率,导致电导率下降。同时,半导体材料中可能还存在自发电离产生自由电子,也会对电导率造成影响。

4、超导体与温度的关系

超导体具有零电阻和完全抗磁性的特性,在一定的温度、压力和磁场下才能实现。在温度不同的情况下,超导体的性质也会发生变化。

超导的关键是物质处于超导态,即电阻为零。但是,当温度升高时,物质的内部运动强化,分子之间相互作用加强,从而导致超导态被破坏,电阻增加。因此,超导体的超导温度通常非常低,需要通过降温、加压等方式才能实现。

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