Science >> Wetenschap >  >> Chemie

Hoe varieert de weerstand van metaal met temperatuur?

De weerstand van een metaal neemt in het algemeen toe met toenemende temperatuur . Dit komt omdat:

* Verhoogde thermische trillingen: Naarmate de temperatuur stijgt, trillen de atomen in het metalen rooster krachtiger. Deze trillingen verstoren de geordende stroom van elektronen, waardoor het moeilijker is om vrij te bewegen en weerstand te vergroten.

* Elektronenverstrooiing: De verhoogde trillingen veroorzaken meer botsingen tussen elektronen en de vibrerende roosteratomen, wat leidt tot verstrooiing en verhoogde weerstand.

Er zijn echter enkele uitzonderingen en nuances:

* supergeleiding: Bij extreem lage temperaturen gaan sommige metalen over naar een supergeleidende toestand, waar hun weerstand tot nul daalt.

* Niet-lineair gedrag: Bij zeer hoge temperaturen kan de relatie tussen weerstand en temperatuur niet-lineair worden. De toename van de weerstand kan vertragen of zelfs omkeren.

* specifieke metalen: Sommige metalen, zoals koolstof, vertonen een afname van de weerstand met toenemende temperatuur over bepaalde temperatuurbereiken.

De relatie tussen weerstand en temperatuur voor een metaal kan worden beschreven door een lineaire vergelijking:

`` `

R (t) =r (t0) [1 + α (t - t0)]

`` `

Waar:

* R (t) is de weerstand bij temperatuur T

* R (T0) is de weerstand bij een referentietemperatuur T0

* α is de weerstandscoëfficiënt van de temperatuur, wat een materiaaleigenschap is die beschrijft hoe weerstand met temperatuur verandert.

Samenvattend neemt de weerstand van de meeste metalen toe met toenemende temperatuur als gevolg van verhoogde thermische trillingen en elektronenverstrooiing. Er zijn echter uitzonderingen en variaties, afhankelijk van het specifieke metaal- en temperatuurbereik.