Pourquoi les métaux sont-ils de si bons conducteurs de chaleur ?

Pourquoi les métaux sont-ils de si bons conducteurs de chaleur ?

Les métaux conduisent bien la chaleur pour deux raisons : les ions métalliques se regroupent très étroitement dans leur réseau moléculaire et les électrons dérivant à travers le métal transportent de l'énergie cinétique autour du réseau. Le résultat est une élévation rapide des particules mouvement qui s'exprime par l'énergie thermique. Cette conductivité est l'une des raisons pour lesquelles on ne voit plus que rarement des équipements de jeux en métal - bien que les toboggans aillent beaucoup plus vite que ceux en plastique, s'asseoir sur un toboggan par une chaude après-midi d'été est souvent assez douloureux.

Au sein d'une structure métallique, les ions positifs sont proches les uns des autres selon une disposition géométrique symétrique. Alors que les ions maintiennent leurs positions dans le réseau, leur vibration est constante. Le chauffage du métal fait vibrer ces ions avec encore plus d'énergie. Les ions s'écrasent sur d'autres ions, ce qui accélère également leur vibration. C'est ainsi que fonctionne la conduction, et une partie de l'énergie est libérée sous forme de chaleur.

À l'extrémité la plus chaude d'un morceau de métal, les électrons accélèrent leur mouvement, gagnant de l'énergie cinétique grâce à la vibration des ions qui les heurtent. Certains d'entre eux glissent loin de la chaleur et se transforment en ions. La collision leur coûte une partie de leur énergie cinétique, mais la propagation de l'énergie vibratoire finit toujours par conduire à la conduction de la chaleur.