Γιατί το Metal κάνει έναν καλό αγωγό θερμότητας;
1. Δωρεάν ηλεκτρόνια:
* Τα μέταλλα έχουν μια "θάλασσα" ελεύθερων ηλεκτρονίων. Αυτά τα ηλεκτρόνια δεν συνδέονται σφιχτά σε κάποιο συγκεκριμένο άτομο και μπορούν να κινούνται ελεύθερα σε όλη τη δομή του μετάλλου.
* Σε αντίθεση με τα ηλεκτρόνια σε μη μέταλλα, τα οποία εντοπίζονται ως επί το πλείστον στα ατομικά τους άτομα, αυτά τα ελεύθερα ηλεκτρόνια δρουν σαν μικροσκοπικούς φορείς ενέργειας.
2. Μεταφορά ενέργειας:
* Όταν η θερμότητα εφαρμόζεται σε ένα μέταλλο, τα ελεύθερα ηλεκτρόνια απορροφούν αυτήν την ενέργεια και αρχίζουν να δονείται ταχύτερα.
* Αυτά τα δονητικά ηλεκτρόνια συγκρούονται με άλλα ελεύθερα ηλεκτρόνια και άτομα, μεταφέροντας ενέργεια σε όλο το μέταλλο.
* Αυτή η ταχεία μεταφορά ενέργειας από ηλεκτρόνιο σε ηλεκτρόνιο είναι αυτό που κάνει τα μέταλλα τέτοιους αποτελεσματικούς αγωγούς θερμότητας.
3. Υψηλή θερμική αγωγιμότητα:
* Η ικανότητα ενός υλικού για τη διεξαγωγή θερμότητας ποσοτικοποιείται από την "θερμική αγωγιμότητα" του.
* Τα μέταλλα έχουν γενικά πολύ υψηλή θερμική αγωγιμότητα σε σύγκριση με άλλα υλικά όπως ξύλο, πλαστικό ή κεραμικό.
* Αυτό σχετίζεται άμεσα με την παρουσία ελεύθερων ηλεκτρονίων και την αποτελεσματική μεταφορά ενέργειας.
Παραδείγματα:
* Ο χαλκός, το αλουμίνιο και το ασήμι είναι εξαιρετικά παραδείγματα μετάλλων με υψηλή θερμική αγωγιμότητα. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο χρησιμοποιούνται ευρέως σε μαγειρικά σκεύη, καλοριφέρ και άλλες εφαρμογές όπου η μεταφορά θερμότητας είναι ζωτικής σημασίας.
Συνοπτικά:
Η ελεύθερη δομή ηλεκτρονίων στα μέταλλα επιτρέπει την ταχεία μεταφορά ενέργειας, καθιστώντας τα εξαιρετικά καλά στη διεξαγωγή θερμότητας.
