Τα ελεύθερα ηλεκτρόνια ενός μεταλλικού αγωγού συγκρούονται συνεχώς με τα ιόντα του, ακόμη και όταν δεν υπάρχει ηλεκτρικό ρεύμα. Γιατί η θερμοκρασία του αγωγού δεν αυξάνεται;

Απάντηση

Τα ελεύθερα ηλεκτρόνια του μεταλλικού αγωγού αποτελούν ένα είδος “ηλεκτρονικού αερίου”, διότι η κίνησή τους μοιάζει με την κίνηση των μορίων ενός αερίου. Συγχρόνως τα θετικά ιόντα ταλαντώνονται γύρω από καθορισμένες θέσεις προς όλες τις κατευθύνσεις. Όταν το πλάτος της ταλάντωσής τους, αυξάνεται, η θερμοκρασία του αγωγού αυξάνεται.
Ακόμη και στην περίπτωση που αγωγός δεν είναι συνδεμένος με κάποια πηγή, λόγω των συγκρούσεων ενέργεια ανταλλάσσεται μεταξύ του συστήματος των ηλεκτρονίων και του συστήματος των ιόντων. Σε αυτή την ανταλλαγή, η θερμοκρασία των συστήματος των ιόντων υπάρχει περίπτωση να αυξηθεί και η θερμοκρασία του συστήματος των ηλεκτρονίων να ελαττωθεί. Αλλά τότε θερμότητα μεταφέρεται από το σύστημα υψηλότερης θερμοκρασίας στο σύστημα χαμηλότερης θερμοκρασίας και η θερμική ισορροπία αποκαθίσταται.
Αυτό δεν συμβαίνει στην περίπτωση που ο αγωγός είναι συνδεδεμένος με την πηγή. Τότε ενέργεια μεταφέρεται συνεχώς από την πηγή στα ιόντα μέσω των επιταχυνόμενων ηλεκτρονίων και γι’ αυτό η θερμοκρασία του αγωγού αυξάνεται.