Elektrische Leitfähigkeit

Heisenberg98 · Anmeldungsdatum: 01.11.2016 Beiträge: 72

Hallo, kann mir bitte jemand bei folgender Fragen weiterhelfen?

Warum steigt die elektrische Leitfähigkeit von Kupfer für

stärker als die von Messing? Begründen Sie Ihre Antwort. (Hinweis: Messing ist eine Legierung)

Dies ist eine Aufgabe aus der Festkörperphysik. Mein Ansatz ist, dass bei einer Legierung weniger Symmetrie vorhanden ist und somit die Atome schlechter geordnet sind. Damit ist die mittlere freie Weglänge

kleiner.
Ist das der richtige Ansatz?

Ich freue mich auf eure Hilfe.

Viele Grüße,

Heisenberg98

Nobby1 · Anmeldungsdatum: 19.08.2019 Beiträge: 1653

Ich würde sagen Zink ist ein anderes Metall als Kupfer und hat von sich aus schon eine schlechtere Leitfähigkeit. Da macht es eine Legierung aus beiden zu Messing nicht besser. Vermutlich hängt es auch noch mit den Atomgitter, wo einzelne Kupferatome gegen Zink getauscht sind zusammen.
Mit einer schlechteren Ordnung hat das nichts zu tun.

Martin_no_clue · Anmeldungsdatum: 29.06.2022 Beiträge: 22

Ich würde sagen das liegt am spezifischen Widerstand beider Materialien.

Der spezifische Widerstand von Kupfer liegt bei: p (Rho) = 0,018µΩ · m
Der von Messing liegt bei: 0,07µΩ · m

Die materialspezifische Leitfähigkeit für den elektrischen Strom ist der reziproke Wert des spezifischen Widerstands

Ergibt für Kupfer: k (Kappa) = 56MS/m
Messing: 14,3MS/m

Steigt die Temperatur in einem Leiter, so steigt auch sein Widerstand. Das liegt daran, dass die Atomrümpfe des Metallgitters immer stärkere Wärmeschwingungen um ihre Ruhelagen ausführen und dadurch die Bewegung der Elektronen durch den Leiter stärker behindern. Umgekehrt sinkt der Widerstand, wenn man die Temperatur senkt (gleichbedeutend mit dem Anstieg der Leitfähigkeit, denn Kehrwert...).

Formeller Zusammenhang:

ist dabei der spezifische WIderstand bei (Referenz-)Raumtemperatur (Materialkonstante)

Zusammengefasst: Liegt am spezifischen Widerstand
Solltest du das formell erklären müssen, spezifischen Widerstand bei T=0°C berechnen, Kehrwert nehmen um die Leitfähigkeit k (Kappa) zu erhalten, dann beide Werte gegenüberstellen.

Ich hoffe ich konnte dir helfen.

Gruß
Martin

Nobby1 · Anmeldungsdatum: 19.08.2019 Beiträge: 1653

Nach einem Jahr grübelnd

Martin_no_clue · Anmeldungsdatum: 29.06.2022 Beiträge: 22