Warum steigt der widerstand der meisten metalle mit zunehmender temperatur?

4 Antworten

Wärme äußert sich als Schwingung von Atomen und Molekülen. Die hohe Leitfähigkeit haben Metalle der Struktur der Moleküle zu verdanken, denn diese sind wie ein Gitter angeordnet was die Entstehung von freien Ladungsträgern begünstigt und ausschlaggebend für die elektrische Leitfähigkeit ist. Vorstellen kannst du dir das folgendermaßen:

Gitterstruktur bedeutet, dass der räumliche Abstand zwischen den Atomen mehr oder weniger gleich ist. Ist das Atomkern nun genauso weit von seinem Valenzelektron also dem Elektron auf der äußersten Schale entfernt, wie das Nachbaratomkern, wirken die elektrischen Kräfte der Atomkerne auf das Elektron gleich stark und so kommt es grob gesagt zu den freien Ladungsträgern.

Da nun bei hohen Temperaturen die Moleküle in Schwingung geraten, verändern sich somit jedes mal die Abstände bzw die Abstände werden größer was dazu führt, dass weniger freie Ladungsträger entstehen und daher die Leitfähigkeit sinkt und der spezifische Widerstand steigt.

Bei Wärme steigt die Bewegung der Protonen an ihren Plätzen.

(In Metallen ist es so, dass sich die Elektronen frei bewegen und dass die Protonen ihren eigenen Platz haben.)

Ist die Temperatur höch bewegen sich die Protonen auch mehr, deshalb stoßen mehr Elektronen an die Protonen und der Wiederstand steigt.

Ich hoffe das war hilfreich.

LG Leon

Woher ich das weiß:eigene Erfahrung

Deutlich vereinfachte Darstellung:

Stelle Dir vor Du hast eine Menschenmenge, die halbwegs geordnet dasteht und Du möchtest hindurchrennen. Das geht ganz gut. Jetzt fangen sie an zwischen beiden Beinen hin und her zu wippen, es wird schwieriger sich durchzuschlängeln. Jetzt fangen sie an von einem Fuß auf den anderen zu treten und bewegen sich dabei deutlich in alle Richtungen.

Mit zunehmender Aktivität wird das immer mehr zum Hindernislauf und Du kommst dadurch langsamer voran.

Und jetzt bist Du ein Elektron und die Menschenmasse sind die Atomkerne des Metalls in ihrer Gitterstruktur.

Temperatur ist (thermische) Bewegung innerhalb der durch das Gitter festgelegten Grenzen (natürlich nur bis zum Schmelzpunkt).

Die Teilchen fangen sich schneller und mehr zu bewegen, sodass die Elektronen mehr mit den Teilchen zusammenstoßen (Höherer Widerstand).

Woher ich das weiß:Eigene Erfahrung – Schüler der 9. Klasse eines Gymnasiums

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