1. Elettroni gratuiti:
* Metals: I metalli sono eccellenti conduttori di calore perché hanno un "mare" di elettroni liberi che possono facilmente muoversi nel materiale. Quando un'estremità di un oggetto metallico viene riscaldata, questi elettroni liberi assorbono l'energia termica e vibrano più rapidamente. Questa maggiore vibrazione viene quindi trasmessa agli elettroni vicini attraverso collisioni, trasferendo efficacemente l'energia termica in tutto il metallo.
2. Vibrazioni reticolari (Phononi):
* Tutti i materiali, compresi i non metalli: Tutti i materiali, anche i non metalli, hanno atomi disposti in una struttura reticolare. Quando un'estremità del materiale viene riscaldata, gli atomi a tale fine iniziano a vibrare in modo più vigoroso. Queste vibrazioni viaggiano attraverso la struttura reticolare come onde note come fononi. L'efficienza di questa propagazione di fononi dipende dalla struttura del materiale e dalla forza dei legami tra gli atomi.
Fattori che influenzano la conduttività termica:
* Struttura cristallina: I materiali con una struttura cristallina normale e ordinata (come i metalli) tendono ad essere conduttori migliori rispetto ai materiali con una struttura disordinata (come il vetro).
* Bonding: I materiali con forti legami covalenti o metallici hanno una migliore conducibilità termica.
* Temperatura: La conduttività termica generalmente diminuisce con l'aumentare della temperatura.
* Impurità: Le impurità possono interrompere la struttura reticolare e ridurre la conduttività termica.
Esempi:
* Buoni conduttori: Rame, argento, alluminio, oro, diamante
* Conduttori poveri (isolanti): Legno, plastica, gomma, aria
In sintesi, i buoni conduttori di calore hanno molti elettroni liberi che possono facilmente trasportare energia e i loro atomi sono disposti in modo da facilitare la propagazione delle vibrazioni reticolari (fononi).
