新浪博客

金属导体与电解液的导电性能与温度的关系

2014-03-18 09:14阅读:
对于金属导体来讲,一般说来 金属的电阻正比于温度变化,即温度越高,电阻增大,导电性能减弱。
金属导电是电子导电,电子在电场的作用下做定向漂移运动,形成金属中的电流。电子在金属导体中定向运动时,受到的阻碍作用愈小,导体呈现的电阻就愈小。反之,电子运动受到的阻碍作用愈大,它运动得就愈不自由,导体所呈现的电阻就愈大。
电子在定向漂移运动中,受到的阻碍作用是电子与金属中晶体点阵上的原子实碰撞产生的。在金属导体中,晶体点阵上的原子实,虽然基本上保持规则的排列,但并不是静止不动的。每个原子实都在自己的规则位置附近不停地做热振动,整个导体中原子实的热振动并没有统一步调。这样,就在一定程度上破坏了原子实排列的规则性,形成了对电子运动的阻碍作用。原子实的热振动离开自己规则位置愈远,与电子相碰的机会愈多,电子漂移受到的阻碍作用就愈大,导体呈现的电阻也就大起来了。
综上所述,问题的答案就不难得出来了,因为温度升高时,原子实的热振动加强,振动的幅度加大,于是,做定向漂移的电子与原子实相碰的机会增多,碰撞次数也增加,所以,金属导体的电阻就增加了。对于纯金属来说,电阻随温度的变化比较规则;在温度变化范围不大时,电阻与温度之间的关系为
R = R0 +( 1 + αt )
式中 R 0 是 0 ℃时金属导体的电阻,α为该金属导体的电阻温度系数。不同金属材料的电阻温度系数α亦不相同。但有些合金的电阻随温度变化很小或降低的。
对于电解质溶液来讲,情况刚好相反。
酸、碱、盐水溶液的电阻率之所以随温度升高而减小,其主要原因在于酸、碱、盐溶于水后,电离成正负离子,但这些离子在水溶液中,不是孤单地存在着,而是与水分子形成水合物。当温度升高时,离子的水化作用减小了,离子速度加快,这些载流子的迁移率增加,使电导率增加;还有另外一个原因,做为溶液来说,当温度升高时,溶液的粘度降低了,这就减小了离子移动时所受到的阻力,也使离子的迁移率增加,使电导率增加。温度升高,离子水化作用减小,溶液粘度降低,两个因素综合作用的结果,使酸、碱、盐水溶液的电阻率减小了。
而碳和绝缘体的电阻随温度的升高阻值也是减小。

我的更多文章

下载客户端阅读体验更佳

APP专享