RyL61FbBBVpMt

Electrical and thermal conductivity of solids

Source: licencja: CC 0.

Przewodnictwo elektryczne

Przewodnictwo cieplne ciał stałych

You will learn
  • about conductors and insulators for electric current and heat,

  • to describe the properties of electric conductivity and thermal conductivity of solids using English vocabulary.

Exercise 1
R1W70qk9iTjkM1
nagranie abstraktu

Answer the questions.

a) How do we divide solids due to their physical properties?
b) How are the molecules arranged in crystalline solids and amorphous solids?

Exercise 2
R1DtGFJ4HAPb91
nagranie abstraktu

View the photo gallery and answer the questions.

a) Which of the bodies shown in the pictures according to you can conduct electric current?
b) Which of the bodies shown in the pictures according to you can conduct heat well?

R2XToLcPbhat01
Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.
Conclusion
RkYrSRq7lAa0K1
nagranie abstraktu

Bodies conducting electric current also conduct heat well.

Electrical properties of solids
Experiment 1
Research problem
RVUJN0uoa88aQ1
nagranie abstraktu

Demonstration of the ability of solids to conduct electric current.

Hypothesis
Ri6YEjpaJijPs1
nagranie abstraktu

Solids can be electrically conductive.

You will need
Rd7Wt6uD31rb21
nagranie abstraktu

a) 1,5 V or 4,5 V battery,
b) 3 wires with terminals,
c) 1,5 V or 4,5 V light bulb in a holder,
d) items subjected to electrical conduction tests (plastic spoon, metal knife, piece of paper, coin, etc.).

Instruction
R17TaxNeFhuhv1
nagranie abstraktu

a) Ask for help from an adult at home to connect all elements of the electric circuit as shown in the figure below.

R17XkPrMLM5jF1
Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.

b) In place of the knife, put the remaining items in sequence. Make a note of the measurement result in the table.

Item

Is the bulb lit (YES/NO)

Is the tested part of the object metallic (YES/NO)

Summary
RANXcoXpIDhID1
nagranie abstraktu

Observation

If there is metal between the wire terminals, the bulb is on.

If there is plastic between the wire terminals, the bulb does not light up.

Conclusion

a) The metals conduct electricity and the plastics do not conduct electricity.
b) Due to the electrical properties of solids, we can divide into two groups: conductors and insulators of electric current.

R11zoMUH0IEuj1
nagranie abstraktu

View the Geogebra applet „Thermal conductivity of different materials”.

R1DM0aGE5fH7D
Geogebra aplet - Przewodnictwo cieplne różnych materiałów. Galeria z opisami alternatywnymi poniżej.
Thermal conductivity of different materials
Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.
Task 1
RGkorOj3Lt4Ck1
nagranie abstraktu

Using the above applet, enter the missing values of thermal conductivitythermal conductivitythermal conductivity into the given table.

No.

Substance

Thermal conductivity λ[WmK]

1

aluminium

237

2

plexiglas

0,19

3

copper

4

tin

5

plain glass

0,7 - 1,5

6

wood

0,10 - 0,17

Exercise 3
R1b4oNgAk6vOJ1
nagranie abstraktu

Assuming that the thermal insulatorinsulatorinsulator is a material with a thermal conductivity λ<10WmK (note: the Greek letter λ - we read as „lambda”) divide the materials from the table into thermal conductors and thermal insulators.

Conclusion
R1OXNF5ow9mKU1
nagranie abstraktu

a) Good thermal conductors are good electrical conductors.
b) Thermal insulators are also electrical insulators.

Exercise 4
RgKhkNCLGdIns1
nagranie abstraktu

Determine the molecular structure of a substance that is a good electrical conductor. Explain your choice.

Summary
R1MXugjObglvI1
nagranie abstraktu
  • Due to the electrical properties, solids can be divided into two groups: electrical conductors and electrical insulators.

  • Usually, good electrical conductors are good thermal conductors (e.g. metals).

  • The electrical conductors have a crystalline structurecrystalline structurecrystalline structure.

Exercises

R1cbNVOM8eTpb
Exercise 5
Wersja alternatywna ćwiczenia: Which substances belong to 'Thermal conductor'? Możliwe odpowiedzi: 1. steel, 2. aluminium, 3. graphite, 4. iron, 5. silver, 6. feathers, 7. paper, 8. glass, 9. wood, 10. polystyrene, 11. ice, 12. concrete, 13. rubber, 14. cotton wool
zadanie
Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.
Exercise 6

In the event that a person is electrocuted, disconnect the voltage as soon as possible. If it is not possible to turn off the voltage, move the wire that caused the shock. What should the object be made of, with which the wire can be safely removed so that the rescuer will not be electrocuted?

Exercise 7

Write in English what should firefighters' suits be made of, which are used during fire‑fighting at very high temperatures?

R1LnTtNnwIG0J
Exercise 8
Wersja alternatywna ćwiczenia: Indicate which pairs of expressions or words are translated correctly. Możliwe odpowiedzi: 1. przewodnik - conductor, 2. izolator - insulator, 3. ciało krystaliczne - crystalline solid, 4. ciało amorficzne - amorphous solid, 5. przewodnik ciepła - thermal conduction, 6. przewodnictwo cieplne - thermal conductor
zadanie
Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.
RuKgPtUzgMyjD1
Interaktywna gra, polegająca na łączeniu wyrazów w pary w ciągu jednej minuty. Czas zaczyna upływać wraz z rozpoczęciem gry. Jeden ruch to odkrywanie najpierw jednej potem drugiej karty z wyrazem. Każdy wyraz jest odczytywany. Kolejny ruch to odkrywanie trzeciej i czwartej karty. W ten sposób odsłuchasz wszystkie wyrazy. Nawigacja z poziomu klawiatury za pomocą strzałek, odsłuchiwanie wyrazów enterem lub spacją. Znajdź wszystkie pary wyrazów.
Source: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.

Glossary

amorphous solid
amorphous solid

ciało amorficzne

RxVnfVeGlvBtD1
wymowa w języku angielskim: amorphous solid
conductor
conductor

przewodnik

R1UTxjrRXZrVH1
wymowa w języku angielskim: conductor
crystalline solid
crystalline solid

ciało krystaliczne

RvN6aOVgjaxWJ1
wymowa w języku angielskim: crystalline solid
crystalline structure
crystalline structure

budowa krystaliczna

R1EY98uiMapHa1
wymowa w języku angielskim: crystalline structure
electric current conductor
electric current conductor

przewodnik prądu elektrycznego

R1Pn9LgOua2TH1
wymowa w języku angielskim: electric current conductor
insulator
insulator

izolator

R1QNyo10CaEIc1
wymowa w języku angielskim: insulator
polycrystal
polycrystal

polikryształ

RnCaBUlfBVZhG1
wymowa w języku angielskim: polycrystal
thermal conduction
thermal conduction

przewodnictwo cieplne

R1eB3YVTdeOfP1
wymowa w języku angielskim: thermal conduction
thermal conductivity
thermal conductivity

współczynnik przewodnictwa cieplnego

RttHYUutAui1S1
wymowa w języku angielskim: thermal conductivity
thermal conductor
thermal conductor

przewodnik ciepła

RjwA4qFV5NUyi1
wymowa w języku angielskim: thermal conductor

Keywords

amorphous solidamorphous solid amorphous solid

conductorconductorconductor

crystalline solidcrystalline solidcrystalline solid

insulatorinsulatorinsulator

thermal conductionthermal conductionthermal conduction