Подумай, сколько свободных электронов даёт каждый атом меди и как это связано с плотностью вещества. Нарисуй мысленно объём единичной величины V = 1 м^3 и посчитай число атомов в нём.

Используй определение концентрации и связь числа атомов с плотностью, молярной массой и числом Авогадро: найди число атомов в данном объёме, помножь на валентность .

1. Запиши — число атомов в объёме через , и .
2. Учти, что на каждый атом приходится свободных электронов, значит число электронов равно .
3. Раздели число электронов на объём для получения концентрации .
4. Выразите через , , и и подставьте численные значения.

Подумай, как меняется передаваемая решётке энергия, если электроны переносят разную энергию при движении с горячих к холодным областям и наоборот; направление тока определяет, какие электроны преобладают в переносе энергии.

Используй найденную в части 3 идею: поток энергии от правой и левой стороны зависит от локальной температуры в точках, откуда приходят электроны; изменение направления тока меняет знак дополнительной отдачи энергии и, следовательно, знак эффекта Томсона.

1. Представь, что ток течёт в направлении повышения температуры (по направлению положительного градиента).
2. Определи, какие электроны (из более горячих или холодных областей) вносят больший вклад в перенос энергии в данном направлении.
3. Сравни сумму отдачи и прихода энергии и установи знак дополнительной теплоты (положительная при суммарной отдаче решётке).
4. Сформулируйте условие: укажи направление тока, при котором тепло Томсона положительно, и противоположное направление — где оно отрицательно.