В чем причина того, что металлы ниже какой-то определенной температуры находятся в твердом состоянии, а при превышении этой температуры становятся жидкостью?

Вопрос 5. В чем причина того, что металлы ниже какой-то определенной температуры находятся в твердом состоянии, а при превышении этой температуры становятся жидкостью?

При определенных условиях вещества, находящиеся в агрегатном состоянии жидкости, могут переходить в твердое, а твердые тела, наоборот, при нагревании плавиться и переходить в жидкое. Это происходит потому, что при нагревании увеличивается внутренняя энергия, соответственно молекулы начинают двигаться быстрее, а пр








Вопрос 49. Какие факторы определяют контактную разность потенциалов двух металлов и в каких условиях возникает термоЭДС? Какое практическое значение и применение имеет термоЭДС?

Контактными называется ряд физических явлений, возникающих в области соприкосновения разнородных тел. Практический интерес контактные явления представляют в случае контакта металлов и полупроводников.
Объясним возникновение контактной разности потенциалов, воспользовавшись представлениями зонной теории. Рассмотрим контакт двух металлов с различными работами выхода Авых1 и Авых2. Зонные энергетические диаграммы обоих металлов приведены на рисунке 1. У этих металлов также различны уровни Ферми (уровень Ферми или энергия Ферми (EF) – энергия, ниже которой все энергетические состояния заполнены, а выше – пусты при абсолютном нуле температуры). Если Авых1 < Авых2, то в металле 1 уровень Ферми располагается выше, чем в металле 2. Следовательно, при контакте металлов электроны с более высоких уровней металла 1 будут переходить на более низкие уровни металла 2, что приведет к тому, что металл 1 зарядится положительно, а металл 2 — отрицательно.


Рисунок 1. Контакт двух металлов Авых1 < Авых2



Рисунок 2. Контакт двух металлов с высоким уровнем Ферми
Одновременно происходит относительное смещение энергетических уровней: в металле, заряжающемся положительно, все уровни смещаются вниз, а в металле, заряжающемся отрицательно, - вверх. Этот процесс будет происходить до тех пор, пока между соприкасающимися металлами не установится термодинамическое равновесие, которое, как доказывается в статистической физике, характеризуется выравниванием уровней Ферми в обоих металлах (рисунок 2). Поскольку теперь для соприкасающихся металлов уровни Ферми совпадают, а работы выхода Авых1 и Авых2 не изменяются, то потенциальная энергия электронов в точках, лежащих вне металлов в непосредственной близости от их поверхности (точки А и В на рисунке 2), будет различной. Следовательно, меж