Studier iFokus

Studier

Etikett11-läxhjälp
Läst 1150 ggr
BokDuvan
2016-04-13 18:58
0

Energi

Hej! (Igen!) Förlåt för stt jag frågar massor, men som man säger: Man måste fråga mycket för att lära sig. Jag ska förklara varför järn, mässing, silver och koppar leder värme bra samt varför plast, glas, kork, gummi, och tegel leder värme mindre bra. Vet inte hur jag ska göra det, hjälp? Tack på förhand.

Huygens
2016-04-13 19:48
0
#1

Det är en svår fråga egentligen, svår att besvara. Men ibland tillåts man ge fulsvar.

Det enkla fulsvaret är att många metaller har atomer med få elektroner, valenselektroner, ytterst i sitt elektronmoln. Dom yttersta elektronerna sägs vara lättrörliga och dunsar därför lättare in i andra ensamma elektroner och överför därför rörelseenergi lätt, som är värme.

Fulsvaret = metallers relativt få valenselektroner dunsar runt mot varandra lättare än elektroner i icke-metaller, som har fler valenselektroner som måste dunsa runt i klumpiga grupper mot andra atomers grupper av valenselektroner.

Nu är det tyvärr ett fulsvar och förklarar inte varför diamanter leder värme mycket bättre än alla metaller. Diamanter består av kol.

Det förklarar heller inte varför metallegeringar leder värme dåligt.

.

Nu till finsvaret.

Det mer korrekta och svårare svaret är att atomerna i metaller är ordnade i symmetriska former, atomgitter, som leder atomrörelser (egentligen rörelser hos dom yttre elektronerna i atomens elektronmoln) lättare från atom till atom.

Diamant, som inte är en metall, har ett otroligt välordant och symmetriskt atomgitter och leder därför värme bättre än alla metaller.

Atomgittren, eller atomernas kristallmönster kallas ibland för fonon (ej att förväxla med foton, som är ljus, röntgen- gammastrålning och elektromagnetism).

Finsvaret = ju mer symmetriskt välordnat ett ämnes fonon är, desto lättare leder ämnet värme.

Se figuren överst på den engelskspråkiga sidan om fonon. Dom svarta prickarna (låtsasatomer) överst svänger fram och tillbaka mest energiskt. Prickarna längre ner rör sej som i sirap. 

Om du tvingas förklara vad fonon är och hur fonon leder värme, har du en grannlaga uppgift.

.

Jag kanske ska tillägga att det finns andra faktorer som påverkar värmeledning förutom valenselektroner och fonon. Temperaturen man startar från påverkar också hur lätt ett ämne leder värme och varierar mellan olika ämnen.

En mer grundlig beskrivning finns på den engelskspråkiga sidan, som i stort sett säger att det inte går att bestämma ett ämnes värmeledningsförmåga via en teoretisk modell.

"At the atomic level, there are no simple, correct expressions for thermal conductivity."

BokDuvan
2016-04-14 12:31
0
#2

Tack så mycket