La connessione:
* Elettroni gratuiti: Sia la conduttività elettrica che quella termica sono principalmente guidate dalla presenza di elettroni liberi in un materiale. Questi elettroni non sono strettamente legati agli atomi e possono muoversi liberamente in tutto il materiale.
* Conducibilità elettrica: Nella conduzione elettrica, gli elettroni liberi trasportano carica elettrica quando viene applicata una tensione, creando una corrente elettrica.
* Conducibilità termica: Nella conduzione termica, gli elettroni liberi trasportano energia termica (calore) dalle regioni più calde alle regioni più fredde all'interno del materiale.
La relazione:
* I buoni conduttori elettrici sono generalmente buoni conduttori termici: Metali come rame, argento e oro sono eccellenti conduttori di elettricità e calore. I loro elettroni altamente mobili facilitano entrambi i tipi di trasferimento di energia.
* I conduttori elettrici poveri sono generalmente conduttori termici poveri: I non metalli come gomma, legno e vetro sono poveri conduttori di elettricità e calore. I loro elettroni sono strettamente legati e non possono spostarsi facilmente per trasportare energia.
Eccezioni:
* Diamond: Mentre un eccellente conduttore termico, Diamond è un conduttore elettrico scarso. Questo perché i suoi forti legami covalenti limitano la mobilità degli elettroni per la conduzione elettrica, ma consentono un trasferimento efficiente delle vibrazioni (calore).
* Alcune leghe: Alcune leghe sono state progettate per avere un'eccellente conducibilità elettrica ma una scarsa conducibilità termica. Questo è usato in applicazioni come elementi di riscaldamento in cui si desidera generare calore ma minimizzare la sua perdita per l'ambiente circostante.
In sintesi:
Il movimento degli elettroni liberi è il fattore chiave che collega la conduttività elettrica e termica. Generalmente, i materiali che conducono bene elettrici conducono anche bene e viceversa. Tuttavia, esistono alcune eccezioni a causa di specifiche strutture atomiche e caratteristiche di legame.
