Videnskab
 Science >> Videnskab & Opdagelser >  >> Energi

Flytter elektroner, når de opvarmes?

Svaret er lidt mere nuanceret end et simpelt ja eller nej. Her er en sammenbrud:

* elektroner i et fast stof: I metaller er elektroner frie til at bevæge sig gennem materialet. Når de opvarmes, får elektronerne kinetisk energi og bevæger sig hurtigere. Denne øgede bevægelse bidrager til den øgede ledningsevne af metaller ved højere temperaturer. Imidlertid er elektronerne i sig selv ikke direkte "bevæger sig" fra et atom til et andet som i en strøm.

* elektroner i en gas: I en gas bevæger elektroner sig allerede frit. Opvarmning af en gas får elektronerne til at bevæge sig hurtigere, og gassen udvides. Dette skyldes den øgede kinetiske energi fra atomer og molekyler, ikke kun elektronerne.

* Elektroner i halvledere: Halvledere opfører sig anderledes end metaller. Opvarmning af en halvleder kan faktisk * reducere * dens ledningsevne. Dette skyldes, at den øgede termiske energi får flere elektroner til at hoppe ind i ledningsbåndet, hvilket efterlader "huller" i valensbåndet. Bevægelsen af disse huller og elektroner sammen bidrager derefter til konduktivitet.

Kortfattet:

* Opvarmning generelt får elektroner til at bevæge sig hurtigere, men den specifikke effekt afhænger af materialet.

* i metaller, Opvarmning øger elektronbevægelsen og ledningsevnen.

* i gasser, Opvarmning øger den samlede bevægelse af atomer/molekyler, inklusive elektroner.

* i halvledere, Opvarmning kan føre til mere komplekse effekter på elektronbevægelse og ledningsevne.

Det er vigtigt at huske, at elektroner altid er i bevægelse, selv ved meget lave temperaturer. Opvarmning øger simpelthen deres gennemsnitlige kinetiske energi og kan forårsage ændringer i deres opførsel afhængigt af det materiale, de er i.