I metalli sono elementi o composti con un'eccellente conduttività sia per l'elettricità che per il calore, che li rendono utili per una vasta gamma di scopi pratici. La tavola periodica attualmente contiene 91 metalli e ognuno ha le sue proprietà specifiche. Le proprietà elettriche, magnetiche e strutturali dei metalli possono variare con la temperatura e quindi fornire proprietà utili per i dispositivi tecnologici. Comprendere gli impatti della temperatura sulle proprietà dei metalli ti dà un apprezzamento più profondo del perché sono così ampiamente utilizzati nel mondo moderno.

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La temperatura influenza il metallo in numerosi modi. Una temperatura più alta aumenta la resistenza elettrica di un metallo e una temperatura più bassa lo riduce. Il metallo riscaldato subisce espansione termica e aumenta di volume. L'aumento della temperatura di un metallo può far sì che subisca una trasformazione di fase allotropica, che altera l'orientamento dei suoi atomi costituenti e ne modifica le proprietà. Infine, i metalli ferromagnetici diventano meno magnetici quando possono diventare più caldi e perdere il loro magnetismo al di sopra della temperatura di Curie.
Scattering e resistenza degli elettroni

Mentre gli elettroni scorrono attraverso la maggior parte di un metallo, si disperdono a vicenda e anche fuori dai confini del materiale. Gli scienziati chiamano questo fenomeno "resistenza". Un aumento della temperatura fornisce agli elettroni più energia cinetica, aumentando la loro velocità. Ciò porta a una maggiore quantità di scattering e una maggiore resistenza misurata. Una diminuzione della temperatura porta ad una riduzione della velocità dell'elettrone, diminuendo la quantità di scattering e la resistenza misurata. I termometri moderni utilizzano il cambiamento della resistenza elettrica di un filo per misurare i cambiamenti di temperatura.
Espansione termica

Un aumento della temperatura porta a un piccolo aumento della lunghezza, dell'area e del volume di un metallo , chiamato espansione termica. L'entità dell'espansione dipende dal metallo specifico. L'espansione termica deriva dall'aumento delle vibrazioni atomiche con la temperatura e la considerazione dell'espansione termica è importante in una varietà di applicazioni. Ad esempio, quando si progettano tubature nei bagni, i produttori devono tenere conto dei cambiamenti stagionali della temperatura per evitare di scoppiare i tubi.
Trasformazioni di fase allotropiche

Le tre fasi principali della materia sono chiamate solido, liquido e gas . Un solido è una matrice densamente compatta di atomi con una particolare simmetria cristallina nota come allotropio. Il riscaldamento o il raffreddamento di un metallo può portare a un cambiamento nell'orientamento degli atomi, rispetto agli altri. Questa è nota come trasformazione di fase allotropica. Un buon esempio di trasformazione di una fase allotropica è rappresentato dal ferro, che va dalla fase alfa a temperatura ambiente al ferro in fase gamma a 912 gradi Celsius (1.674 gradi Fahrenheit). La fase gamma del ferro, che è in grado di dissolvere più carbonio della fase alfa, facilita la fabbricazione di acciaio inossidabile.
Riduzione del magnetismo

I metalli magnetici spontanei sono chiamati materiali ferromagnetici. I tre metalli ferromagnetici a temperatura ambiente sono ferro, cobalto e nichel. Il riscaldamento di un metallo ferromagnetico riduce la sua magnetizzazione e alla fine perde completamente il suo magnetismo. La temperatura alla quale un metallo perde la sua magnetizzazione spontanea è nota come temperatura di Curie. Il nichel ha il punto Curie più basso dei singoli elementi e cessa di diventare magnetico a 330 gradi Celsius (626 gradi Fahrenheit), mentre il cobalto rimane magnetico fino a 1.100 gradi Celsius (2.012 gradi Fahrenheit).