Warum leitet glühendes Glas Strom
Ich habe Physik Lk und bin gerade am Facharbeit schreiben. Mein Thema lautet physikalische versuche mit dem MIkrowellenherd. Unter anderem führe ich den Versuch: Schmelzen von Glas in der MIkrowelle durch. Dabei bringe ich einen kleinen Fleck zu Glühen, und lege das Glas in die Mikrowelle. Der glühende Fleck wird immer heller, breitet sich aus und das gesamte Glas schmilzt. Die Erklärung ist, dass Glas obwohl es ein guter Isolator ist ab einer bestimmten Temperator Strom leitet und die Mikrowellen dadurch gut Absorbiert werden. Allerdings muss ich das physikalisch genau begründen. Wäre als toll wenn jemand mir ziemlich genau erklären kann ab welcher Temperatur und warum Glas Strom leitet. Ich hab im Internet nichts dazu gefunden und ich brauche es ziemlich genau, da es ja für meine Facharbeit sein soll.
Danke schonmal für die Antworten :)
4 Antworten
Das Nichtleiter beim Erhitzen leitend werden, kennt man von glühenden Gasen. Das liegt daran, dass die hoch angeregten Elektronen sich relativ leicht vom Atom lösen und dabei ähnlich wie bei metallen schon im kalten Zustand eine Art "Elektronengas" bilden. Glas ist eine feste Schmelze von Alkalioxiden und Siliziumoxid. Flüssiges Glas kann wie geschmolzenes Salz durch Ionenwanderung Strom leiten. Ich vermute aber (mehr nicht), dass Glas nicht nur durch Ionenwanderung leitet, wenn es glüht, sondern auch durch freie Elektronen wie ein Metall oder glühendes Gas.
Ich schätze mal, dass in glühendem Glas frei bewegliche Ionen vorhanden sind. Die können Strom leiten. Ist allerdings nur eine unbestätigte Vermutung.
Die Frage ist, leitet es nur, wenn es flüssig ist, oder wenn es glüht? 'Schlagartig leitend' macht mich etwas stutzig. Glas erweicht ja allmählich, also müsste die Leitfähigkeit auch allmählich - mit abnehmender Viskosität - zunehmen. Wenn Leitfähigkeit tatsächlich plötzlich einsetzt (möglicherweise schon, bevor das Glas flüssig ist), spricht das für freie Elektronen.
glas leitet wenn es glüht, flüssig muss es nicht sein. aber das ist ja bei glas eh egal, es ändert ja den aggregatszustand nicht. und es leitet dann echt auf einmal sehr gut.
ich vermute mal, dass sich einfach ab einer bestimmten temperatur die elektronen aus der hülle lösen können und somit als freie ladungsträger leiten können.
jobul hat mich da auch drin bestätigt :)
diese Vermutung kannst du echt vergessen. Denn je höher etwas erhitzt wird, desto heftiger schwingen die Atomrümpfe ( Protonen/positive Ladungen) und die Elektronen/negativen Ladungen können schwerer dadurch kommen :/
Elektrische Leitfähigkeit:
Es können folgende Grenzfälle der Stromleitung unterschieden werden:
♦ Metallische oder Elektronenleitung
♦ Elektrolytische oder Ionenleitung
Die elektrolytische Leitfähigkeit (in Säuren, Basen, Salzen; in geschmolzenen Salzen, Oxiden, Hydroxiden, Sulfiden) und damit auch im flüssigen Glas, ist um mehrere Zehnerpotenzen kleiner als die Leitfähigkeit der Metalle. Sie erhöht sich mit der Temperaturzunahme aufgrund der höheren Beweglichkeit der Ionen.
eine frage hab ich noch. ich bin mir ziemlich sicher dass heisses glas wie metalle leitet.also durch "elektronengas". da es ziemlich gut leitet kann nicht nur ionenleitung im spiel sein. allerdings ist glas auch ein sehr guter isolator mit 40kv durchschlagsspannung für 1mm.
warum lösen sich die elektronen jetzt bei schon 500° aus der hülle aber aber erst bei 40kv?
meine these ist, das glas eine feste flüssigkeit ist, die molekühle alse unmittelbar aneinander leigen (wie eben bei flüssigkeiten). also nicht komprimierbar sind, die wechselwirkung durch die molekularbewegung bei hohen temperaturen erheblich stärker sind als bei anderen isolatoren und somit schon bei einer vergleichsweise niedrigen temperatur die elektronen aus der hülle geschlagen werden?
ich bitte um antworten^^
hab gefunden was ich gebraucht hab http://www.jufo-hermannsburg.de/pdfs/2002-glasleitung.pdf
ja ich habe auch schon vermutet, dass ab einer bestimmten temperatur die ionen einfach frei beweglich sind. das würde erklären warum glas ab einer bestimmten temperatur fast schlagartig leitet leitet, nämlich eben wenn die ionen frei beweglich sind. das ist dann fast wie bei nem halbleiter. allerdings ist glas ja kein feststoff sondern eine starre flüssigkeit, drum will ich da nicht mit halbleiter argumentieren^^