Boa condutividade elétrica implica boa condutividade térmica?

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Normalmente, os materiais que são bons condutores de eletricidade também são bons condutores de calor e vice-versa. Existem exceções notáveis?

thermal-conduction electrical

— zxc
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os elétrons livres que podem viajar entre átomos também servem para espalhar energia térmica. ... doitpoms.ac.uk/tlplib/thermal_electrical/images/… ........ tibtech.com/images/conductivite_materiaux.JPG ........... google.fr/… :

— com.prehensible 14/05

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O óxido de berílio é um isolante elétrico muito bom, mas ao mesmo tempo o melhor condutor térmico não metálico (exceto diamante).

Então, para resumir. Em geral, boa condutividade térmica está correlacionada com boa condutividade elétrica, mas não é uma relação estrita.

Por exemplo, há a empírica lei Wiedemann-Franz para metais que indica que o rácio de condutividade térmica e condutividade eléctrica é proporcional à temperatura . $k$ $\sigma$ $T$

\frac{k}{σ} = c_{0} T

$\frac{k}{\sigma} =c_0T$

A constante de proporcionalidade é . Mas, como o artigo wiki aponta, há exceções a esse relacionamento empírico. $c_0$

— MrYouMath
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Para metais, uma boa condutividade elétrica implica, de fato, uma boa condutividade térmica. Isso é conhecido pela lei Wiedemann – Franz, que fornece a razão entre a contribuição eletrônica da condutividade térmica ( ) e da condutividade elétrica ( ) e é proporcional à temperatura ( ). $\lambda$ $\sigma$ $T$

\frac{λ}{σ} = L T

$\frac{\lambda}{\sigma} = LT$

Isso fornece a constante empírica conhecida como número de Lorenz. $L$

L = \frac{λ}{σ T} = \frac{π^{2}}{3} (\frac{λ_{B}}{e})^{2} = 2.44 \times 10^{- 8} W Ω K^{- 2}

$L = \frac{\lambda}{\sigma T} = \frac{\pi^2}{3}(\frac{\lambda_B}{e})^2 = 2.44 \times 10^{-8} W\Omega K^{-2}$

Como afirmado, esta lei se aplica aos metais. O diamante, por exemplo, é um excelente condutor térmico devido à sua estrutura, mas ao mesmo tempo possui uma resistência muito alta à corrente elétrica.

— Valrog
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E, naturalmente, fica um pouco mais interessante quando se joga com semimetais :-). Com o que eu quero dizer complicado. Os elétrons são muito bons em transportar energia.

— Carl Witthoft

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Como mencionado nas outras respostas, uma exceção mais notável é o diamante. O diamante é um excelente condutor térmico . A condutividade térmica do diamante natural é de cerca de 22 W / (cm · K), o que torna o diamante cinco vezes melhor que o cobre na condução de calor. Ao mesmo tempo, a resistividade elétrica da maioria dos diamantes é da ordem de 10E11 a 10E18 mm.

— Eric Shain
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