Conductivité thermique et électrons libres
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Conductivité thermique et électrons libres



  1. #1
    pcpc

    Conductivité thermique et électrons libres


    ------

    Bonsoir, dans le cas d'un conducteur, la conductivité thermique est due entre autre à la présence d'électrons libres.
    Voici ma question : lorsque les électrons "chauds" se déplacent vers les plus froids, ils devraient être freinés par la force électrique répulsive, non ?

    -----

  2. #2
    oOPtiluOo

    Re : conductivité thermique et électrons libres

    Lu

    La vitesse d'un corp (particulaire ou non) peut toujours être décomposé en deux composante :

    Vitesse instantanée = vitesse moyenne + fluctuation de vitesse (que je noterais q )

    au niveau moléculaire ce sont ces fluctuations qui donnent la température au niveau macroscopique (T ~ q^0.5)
    donc plus ton milieu est dense, plus tes particules chargée ont de probabilité de rentrer en collision, donnant naissance à ces fluctuations (déviant de la trajectoire moyenne).

    Pour modéliser ces effet thermiques, le modèle de sphère dure suffit (comme un jeu de billard entre particule, si il y force répulsive entre elles, le diamètre de sphère dure augmente, ce qui a pour effet d'augmenter la probabilité de collision)

    La conductivité thermique dans les solide et les liquides est due a la facilité des particules a quitter leurs "cage" électromagnétique, d'où la bonne conductivité des métaux.

    En espérant avoir éclaircie un peu ta question
    ++

  3. #3
    mariposa

    Re : conductivité thermique et électrons libres

    Citation Envoyé par pcpc Voir le message
    Bonsoir, dans le cas d'un conducteur, la conductivité thermique est due entre autre à la présence d'électrons libres.
    Voici ma question : lorsque les électrons "chauds" se déplacent vers les plus froids, ils devraient être freinés par la force électrique répulsive, non ?
    Bonjour,

    Où vois-tu une force électrique répulsive dans ton problème?.

    Ton conducteur soumis à un gradient de température reste électriquement neutre. Non?

  4. #4
    LPFR

    Re : conductivité thermique et électrons libres

    Citation Envoyé par pcpc Voir le message
    ...
    Voici ma question : lorsque les électrons "chauds" se déplacent vers les plus froids, ils devraient être freinés par la force électrique répulsive, non ?
    Bonjour.
    Oui. Pourquoi pas. On peut le voir comme ça.
    Mais quand un électron froid freine un électron chaud, il récupère de la quantité de mouvement et, par la même occasion, de la vitesse: l'électron chaud s'est refroidi en chauffant l'électron froid. Ceci est le mécanisme même de la conduction thermique dans les métaux.
    Au revoir.

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    mariposa

    Re : conductivité thermique et électrons libres

    Citation Envoyé par LPFR Voir le message
    Bonjour.
    Oui. Pourquoi pas. On peut le voir comme ça.
    Mais quand un électron froid freine un électron chaud, il récupère de la quantité de mouvement et, par la même occasion, de la vitesse: l'électron chaud s'est refroidi en chauffant l'électron froid. Ceci est le mécanisme même de la conduction thermique dans les métaux.
    Au revoir.
    Bonjour LPFR,

    Je ne suis pas du tout d'accord avec ton explication. Les électrons n'interagissent pas entre eux et donc n'échangent pas de l'énergie ni de la quantité de mouvement.

    La contribution des électrons à la conductivité thermique (comme la conductivité électrique) se fait indirectement via le réseau ( les électrons d'une zone chaude relaxe leur excès énergie par collision électron-phonons refroidissant un chouiä la température du gaz électronique.

    Cela se traduit idéalement par le fait que le rapport entre conductivité thermique et conductivité électrique est proportionnel à la température. Cela est la conséquence du fait que les 2 propriétés ne dépendent que du libre parcours moyen des électrons.

  7. #6
    pcpc

    Re : conductivité thermique et électrons libres

    Bonjour et merci pour vos réponses

    [La contribution des électrons à la conductivité thermique (comme la conductivité électrique) se fait indirectement via le réseau ( les électrons d'une zone chaude relaxe leur excès énergie par collision électron-phonons refroidissant un chouiä la température du gaz électronique.
    [/QUOTE]

    Je pensais que les électrons contribuaient à la conductivité thermique aussi par des interactions entre eux ; en effet, même s'il y a une contribution due aux interactions entre électrons et ions du réseau, il paraît étrange que les électrons n'interagissent pas entre eux puisque dans le gaz d'électrons, il doit bien se produire des "chocs" entre électrons "chauds" et "froids" (d'où ma question sur la force électrique répulsive entre électrons).

  8. #7
    oOPtiluOo

    Re : Conductivité thermique et électrons libres

    Ton conducteur soumis à un gradient de température reste électriquement neutre. Non?
    Ce n'est pas exact. Il y a les effet thermoélectriques :
    http://fr.wikipedia.org/wiki/Effet_Seebeck
    http://fr.wikipedia.org/wiki/Effet_Thomson

    Je crois bien qu'on explique la forte conductivité des métaux à cause de
    électrons libres...

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