45. Работа и мощность тока. Закон Джоуля – Ленца.

Если проводник неподвижен и в нём не происходит химических превращений, энергия равная работе выделяется в виде тепла:

Если проводник неподвижен и в нём не происходит химических превращений, энергия, равная работе, выделяется в виде тепла.

По закону Джоуля – Ленца за время dt в проводнике, объёма dV, выделяется тепло:

Удельная тепловая мощность – это количество теплоты, выделяющееся в единице объёма в единицу времени.

46. Классическая теория электропроводности Друде – Лоренца. Недостатки и границы применимости теории. Основные положения теории. Экспериментальные подтверждения положений теории.

Положения теории Друде – Лоренца:

• носители тока в металлах – свободные электроны (при образовании кристалла электроны в атомах, слабо связанные с ядром, покидают атомы и могут перемещаться по всему объёму кристалла);

в узлах решётки – положительные ионы;

• движение электронов подобно атомам идеального газа (частицы – материальные точки, не взаимодействуют, движутся хаотично, при наличии поля на хаотичное движение накладывается упорядоченное движение электронов под действием сил поля).

Опыт Мандельштама и Папалекси, Стюарта и Толмена	Опыт Рикке
Выводы по результатам наблюдений.
Направление тока соответствует движению отрицательно заряженных частиц, удельный заряд соответствует электрону.	Масса цилиндров не изменилась, переноса вещества нет, ток осуществляется общими для всех металлов частицами (электронами).

Сравним среднюю тепловую скорость электронов и среднюю скорость упорядоченного движения:

Закон Ома и Джоуля – ленца на основе классической теории электропроводности металлов.

Закон Ома.

Закон Джоуля – Ленца.

Недостатки и границы применимости теории.

Недостатки теории (теория не смогла объяснить):

• удельная теплоёмкость металлов обусловлена кристаллической решёткой, электроны не вносят вклад в теплоёмкость металла (в удельную теплоёмкость металла);

• явление сверхпроводимости;

• температурную зависимость проводимости.

Достоинства теории:

• проста и наглядна;

• даёт правильные качественные результаты (закон Ома и Джоуля – Ленца с единой точки зрения).

Границы применимости теории:

• движение электрона не подчиняется законам классической механики и статистики;

• его нужно (необходимо) рассматривать с позиции квантовой механики и статистики.