伝導
主要情報&要約
- 伝導は、直接接触を介してある原子から別の原子へのエネルギーの移動です
- 伝導には主に三つのタイプがあります：イオン伝導、電気伝導、熱伝導
- 固体は最も効率的な導体であり、ガスは最悪です。粒子は非常に近いので
伝導とは何ですか？
伝導は、ある原子から別の原子への直接接触によるエネルギーの移動として定義されます。 伝導は、固体、液体、および気体で発生する可能性があります–下の画像に示すように、分子が他の状態よりもはるかに近いため、固体が最も効率的に行
固体中の粒子は比較的固定された位置にあり、それらの間の結合は非常に強い。 これは、ある粒子から別の粒子へのエネルギーの伝導がこの形で最も効率的であることを意味する。
液体中の粒子は固定された位置を持たないため、それらの間の結合はそれほど強くありません。 これは液体を悪いコンダクターにさせます。
ガス中の粒子ははるかに離れているため、エネルギーの移動は非常に非効率的です。 したがって、それらは非常に貧弱な導体である。
イオン伝導
イオン伝導は、ある”部位”から別の”部位”へのイオンの移動として定義されます。 これは、固体または水溶液の格子構造における「欠陥」によって可能であり、これらの欠陥はイオンが電場内で移動することを可能にする。 あなたは下の画像で見ることができるように、イオンが移動することを可能にする”空格子点”があります。
特定の固体は非常に高いイオン伝導性を有し、コンピュータや携帯電話などの固体電子機器に有用である。 それはまた正常な、充電電池および燃料電池の有用なプロセスです。
イオン塩はまた、溶液中に溶解することができ、これにより電流が流れることができる。 この場合、イオンは電気的に帯電し、移動性であり、それらを良好な電荷キャリアとする。 固体塩は、単に携帯電話である充電キャリアを持っていないので、電気を伝導しません。
電気伝導
金属では、荷電粒子の移動の結果として電気伝導が起こる可能性があります。 金属の原子はすべて価電子を持っています–これらは各原子の外殻に見られる電子ですが、構造全体を移動するのは「自由」です。 これらの自由電子の動きは、金属が電流を伝導することを可能にするものである。 彼らが自由に動き回るとき、彼らは非局在化されていると呼ばれます。 外部の影響がなければ、それらは構造全体にランダムに移動します。
電位は、通常は電池から金属に印加することができ、電気回路を形成します。 これは、回路の周りを流れる電子の正味のドリフトを引き起こす。 この電位が高いほど、電子の流れは高くなります。
12配位金属とは、原子が非常に密に充填されており、利用可能な空間をできるだけ多くの原子が充填されている金属のことです。 この構成は、構造内の各原子が3D空間内の12個の他の原子に接触することを意味します。 下の画像は、特定の原子が同じ層で6人、上の層で3人、下の層で3人の他の原子がどのように触れているかを示しています–これは合計12人を示してい
別の構成は、周期表の第1族に最も頻繁に見られる8配位金属である。 これらはあまり緊密に一緒に詰め込まれていないため、各原子は3D空間内の8つの他の原子にのみ触れます。
これらは、導電率がシリコンや炭素などの導体と絶縁体の間のどこかに落ちる物質です。 それらの自然な状態では、それらは比較的貧弱な導体であるが、「ドーピング」の対象となり得る–これは不純物が半導体に添加されるプロセスである。 ドープされた半導体は、標準的な半導体よりもはるかに優れた電気を伝導する外因性半導体と呼ばれます。
熱伝導
熱伝導（熱伝導とも呼ばれる）は、急速に移動する粒子が隣接する粒子と相互作用し、運動エネルギーの一部を移動させるときに発生します。 このプロセスは、より高い温度の領域からより低い温度の領域に起こる。 熱が行われる速度に影響を与える4つの主なものがあります:
- 二つの領域の温度差
- 領域の”長さ”
- 領域の断面積
- プロセスが行われている材料
金属固体は熱を最もよく伝導し、ガスは熱を最悪伝導する。 これは、固体中の粒子が非常に近接しているため、衝突、したがって熱エネルギーの移動が非常に可能性が高いためです。 それらは、それらが良好な電気導体であるのとまったく同じ理由で、良好な熱伝導体である。 この理由から、固体の密度が高いほど、熱エネルギーが良好に伝導する。
エネルギーはある粒子から別の粒子に移動し、その過程で粒子の全体的な動きはないことを覚えておくことが重要です。
