Нагревание металла

[jast321]

Здравствуйте.
Если взять металлический проводник (например пластинку длинною 30см) и начать греть ее по середине, то тепло будет равномерно распространяться в обе стороны.
В литературе сказано, что перенос тепла осуществляется свободными электронами, которые соударяются с ионами, те опять передают энергию электронам и т.д.
Этими же электронами создаётся электрический ток.
Объясните пожалуйста почему при нагреве и одновременном пропускании постоянного электрического тока через пластину тепло все так же распространяется в обе стороны, хотя казалось бы, что в одну из сторон от источника тепла нагрев должен быть меньше, т.к. электроны движутся в одну сторону?

[Dmitriy40]

jast321 в сообщении #1316670 писал(а):

Объясните пожалуйста

Сравните скорость теплового движения электронов и скорость направленного дрейфа для реалистичных значений протекающего тока.
Аналогия: медленно текущую реку не составляет проблемы нагреть даже против течения.
Возможно эффект (сноса тепла) будет обнаружим в сверхпроводниках при больших плотностях тока.

[wrest]

jast321 в сообщении #1316670 писал(а):

хотя казалось бы, что в одну из сторон от источника тепла нагрев должен быть меньше, т.к. электроны движутся в одну сторону?

Он и будет меньше. Но (выделено жирным)

wrest в сообщении #1294460 писал(а):

Электроны проводимости в проводниках не сидят "на орбитах" около "своих ядер", а постоянно движутся внутри проводника хаотически (тепловое движение) с огромными скоростями (десятки километров в секунду). Когда на концы проводника подают напряжение, то в этом хаотическом движении электронов начинает наблюдаться в среднем движение ("дрейф") в направлении от одного конца проводника к другому (единицы миллиметров в секунду).

[jast321]

Понятно. Спасибо.

[realeugene]

Связанные с этим вопросом термоэлектрические эффекты называются "эффект Томсона", "эффект Зеебека" (проводник ведь во внешнюю цепь включён, значит, есть разнородные спаи с разной температурой) и "эффект Пельтье".

[jast321]

Извините, можно ещё вопрос, если:

wrest в сообщении #1294460 писал(а):

Электроны проводимости в проводниках не сидят "на орбитах" около "своих ядер", а постоянно движутся внутри проводника хаотически (тепловое движение) с огромными скоростями (десятки километров в секунду).

То почему металл сам по себе хоть чуть-чуть не нагревается? Ведь электроны двигаясь врезаются в ионы.

[wrest]

jast321 в сообщении #1316730 писал(а):

То почему металл сам по себе хоть чуть-чуть не нагревается? Ведь электроны двигаясь врезаются в ионы.

Потому что возникает баланс между ними -- сколько электроны отдают энергии решетке, столько же решетка возвращает энергии электронам.

[realeugene]

Иногда немного нагревается, иногда немного охлаждается. Это называется "флуктуации". В среднем всё находится в термодинамическом равновесии, хоть части и быстро двигаются.

[jast321]

Понятно.

[GraNiNi]

jast321 в сообщении #1316670 писал(а):

Если взять металлический проводник (например пластинку длинною 30см) и начать греть ее по середине, то тепло будет равномерно распространяться в обе стороны.
В литературе сказано, что перенос тепла осуществляется свободными электронами

Если взять кристалл алмаза, то тепло будет распространяться точно также, хотя свободных электронов там, в отличие от металла, нет, а теплопроводность даже больше, чем у металлов.