Номер 2, страница 199 - гдз по химии 9 класс учебник Еремин, Кузьменко

2. Приведите примеры металлов с высокими и низкими значениями тепло- и электропроводности.

Теплопроводность и электропроводность металлов — это взаимосвязанные свойства, которые определяются наличием и поведением свободных электронов в их кристаллической структуре. Согласно закону Видемана-Франца, отношение теплопроводности ($ \kappa $) к удельной электрической проводимости ($ \sigma $) для металлов приблизительно пропорционально абсолютной температуре ($ T $): $ \frac{\kappa}{\sigma} = LT $, где $ L $ — число Лоренца. Поэтому металлы, хорошо проводящие электрический ток, как правило, являются и хорошими проводниками тепла.

Металлы с высокими значениями тепло- и электропроводности

К таким металлам относятся те, в которых электроны могут перемещаться по кристаллической решетке с минимальным сопротивлением. Наилучшими проводниками являются благородные металлы и некоторые металлы из 1-й и 2-й групп периодической таблицы.

• Серебро (Ag): Эталонный проводник, обладающий самой высокой тепло- и электропроводностью среди всех известных металлов. Его применение ограничено высокой стоимостью, поэтому используется в основном в прецизионной электронике, для нанесения покрытий и в ювелирном деле.
• Медь (Cu): Занимает второе место после серебра. Благодаря отличному сочетанию высокой проводимости, пластичности и относительно низкой цены, медь является самым распространенным материалом для изготовления электрических проводов, кабелей, обмоток трансформаторов и электродвигателей.
• Золото (Au): Немного уступает меди в проводимости, но его главное преимущество — высокая химическая стойкость, оно не окисляется и не корродирует. Поэтому золото незаменимо для изготовления ответственных электрических контактов, разъемов и проводников в микроэлектронике.
• Алюминий (Al): Обладает примерно 60% проводимости меди, но при этом в три раза легче. Это свойство делает его предпочтительным материалом для высоковольтных линий электропередач, где масса провода играет ключевую роль.

Ответ: Примеры металлов с высокой тепло- и электропроводностью — серебро (Ag), медь (Cu), золото (Au), алюминий (Al).

Металлы с низкими значениями тепло- и электропроводности

Низкая проводимость (или высокое удельное сопротивление) характерна для металлов, в которых свободные электроны испытывают сильное рассеяние на дефектах кристаллической решетки, примесях (в сплавах) или на колебаниях атомов (фононах). Такие материалы часто находят применение в качестве нагревательных элементов или в измерительной технике.

• Висмут (Bi): Имеет одну из самых низких теплопроводностей среди всех металлов, уступая только ртути. Его электропроводность также очень низкая.
• Свинец (Pb): Является плохим проводником как тепла, так и электричества по сравнению с медью или серебром.
• Титан (Ti): Обладает низкой теплопроводностью, что является ценным свойством в авиакосмической промышленности, где важно минимизировать передачу тепла между элементами конструкции.
• Сплавы: Многие сплавы специально создаются для получения высокого электрического сопротивления.
  • Нихром (сплав никеля и хрома) — широко используется для изготовления нагревательных элементов в бытовых приборах (электроплиты, тостеры, фены) благодаря высокому сопротивлению и жаростойкости.
  • Константан (сплав меди и никеля) — имеет высокое удельное сопротивление, которое мало зависит от температуры, что делает его идеальным для изготовления реостатов и термопар.
  • Нержавеющая сталь (сплав железа, хрома, никеля и др.) — проводит тепло и электричество значительно хуже, чем чистое железо или другие конструкционные металлы, что используется, например, при изготовлении посуды (дно часто делают многослойным с прослойкой из алюминия для лучшего распределения тепла).

Ответ: Примеры металлов и сплавов с низкой тепло- и электропроводностью — висмут (Bi), свинец (Pb), титан (Ti), а также сплавы, такие как нихром и константан.