전자의 온도
On 1월 31, 2021 by admin전자에 온도가 있습니까? 그렇다면 그 온도는 무엇입니까?
전자를 상상해보십시오 (Ke = 1eV) 실온 (300K)의 튜브
온도는 얼마입니까?
이제 동일한 Ke를 가진 공간 (3K)의 동일한 전자를 상상해보십시오. 다른 것과 다른 것이 있습니까?
전자에 대한 외부 온도의 영향은 무엇입니까?
이 전자들은 전기 에너지를 가지고 있습니까, 아니면 전자가 무언가를 치고 Ke를 방출 할 때만 그러한 에너지를 가지고 있습니까?
댓글
- 열역학적 평형 상태의 시스템에만 온도가 있으므로 전자 하나에는 온도가 없습니다.
Answer
온도 는 열역학 수학에서 정의 된 측정 값입니다. 열역학적 양은 통계 역학에서 나오므로 온도에 대한 정의가 있습니다.
극도로 낮은 온도의 양자 체제를 제외하고는 모든 벌크의 열역학적 온도 물질의 양 (통계적으로 유의미한 양의 입자)은 병진 운동으로 알려진 특정 종류의 입자 운동의 평균 평균 운동 에너지에 정비례합니다. 3 개의 x, y, z 축 공간 차원에서의 이러한 단순한 움직임은 입자가 3 개의 공간 자유도에서 이동 함을 의미합니다. 이 병진 운동 에너지에서 파생 된 온도는 때때로 운동 온도라고하며 매우 넓은 범위의 온도에서 열역학적 온도와 같습니다. 3 개의 병진 자유도가 있기 때문에 (예 : x, y, z 축을 따라 이동) 병진 운동 에너지는 다음과 같은 운동 온도와 관련됩니다.
여기서 :
E_bar는 줄 (J) 단위의 평균 운동 에너지이며 “E bar”로 발음됩니다. k_B = 1.3806504 (24) × 10 ^ −23 J / K는 볼츠만 상수이며 ” Kay sub bee”T_k는 켈빈 (K) 단위의 운동 온도이며“Tee sub kay”로 발음됩니다.
따라서 개별 입자에는 운동 에너지와 온도가 있습니다. 앙상블의 평균으로 정의됩니다.
발사 전 음극선 관의 뜨거운 요소 내에있는 전자는 필라멘트의 평균 온도를 정의하는 데 참여하며, 방출 될 때 특정 필라멘트의 운동 에너지 분포에서 가져온 운동량. 튜브의 진공 상태에서는 온도를 생성 할 앙상블이 없습니다. 전자는이 운동 에너지를 유지하고 음극으로 끌어들이는 장에 따라 증가시킵니다.
손을 흔들면서 음극에 충돌하는 단일 전자의 운동 에너지가 평균 앙상블을 나타낸다 가정한다면, 전자는 예를 들어 태양 플라즈마의 온도는 정확하지 않고 조잡한 할당입니다.
댓글
- 전자 가스가 있거나 플라즈마에 전자 (이온 및 전자 가스)가 있으면 평균 운동을 구축하는 데 참여합니다. 온도로 분류 될 수있는 에너지. en.wikipedia.org/wiki/Average 개별 전자에는 운동 에너지가 있습니다. 전자는 x, y, z로 움직이고 자유로울 때 방향도 있습니다
- 튜브처럼 자유로울 때 동시에 x, y, z 방향으로 움직인다는 뜻인가요? 어떤 종류의 동작이 될 수 있습니까?
- 그 동작은 (x, y, z)의 함수입니다. 진공관 속의 포물선 wps.aw.com/wps/media/objects/877/898586/topics/topic07.pdf 라는 인상을 받았습니다. x, y, z는 편의를 위해 선택할 수있는 원점 (0,0,0)에서 정의한 좌표입니다. 애니메이션은 포물선 궤적을 보여줍니다.
답변
온도는 분자의 평균 운동 에너지를 측정 한 것입니다.
열 평형이있는 경우 온도는 일정하며 충돌 중에 분자가 얻거나 잃은 순 운동 에너지는 0입니다.
1 eV 전자가 다음과 같은 전자를 포함하는 상자에 주입되는 경우 300K의 온도에서 무슨 일이 일어날까요?
300K의 전자는 $ \ frac {1} {25} = 0.04 $ eV의 평균 운동 에너지를 가지며 임의의 방향 운동을합니다. 1eV 전자는 다른 전자와 충돌하여 처음에는 평균적으로 운동 에너지를 잃고 나머지 전자는 그 운동 에너지를 얻습니다.
이 과정에서 1eV의 운동은 무작위 화되어 결국에는 평균 0.04 (+ 소량) eV 전자가됩니다.
7500 (= 25 $ \ times $ 300) K에서 전자 상자에 1eV 전자를 주입하면 전자의 움직임이 무작위 화되고 평균 운동 에너지가 1eV가됩니다.
심 우주에서 1eV 전자가 충분히 오래 “살아 있으면”무작위로 “평균적으로”0.0004eV 전자가됩니다.
답변
CRT의 전자는 열 이온 방출에 의해 열음극 에서 나왔습니다. 일반적으로 표면은 약 1000K이고 그것은 전자의 온도이기도합니다. (그러나 일반적으로 공간 전하와 고체 사이에는 실제 열역학적 평형이 없습니다.)
그러면 전자총이 전자를 수십 keV의 에너지로 가속하지만, 그것은 전자 속도 분포 . 빔의 온도를 변경하지 않습니다.
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