1. 자유 전자 : 금속은 가장 바깥 쪽 전자가 원자에 느슨하게 결합되어 재료 전체에 자유롭게 움직일 수있는 독특한 구조를 가지고 있습니다. 이 "자유 전자"는 열 에너지의 운반체 역할을합니다.
* 메커니즘 : 금속의 한쪽 끝이 가열되면, 그 말의 유리 전자는 열 에너지를 흡수하고 운동 에너지를 얻습니다. 그런 다음 다른 전자 및 원자와 충돌 하여이 에너지를 금속 전체에 전달합니다. 전자 구름을 통한 이러한 에너지의 빠른 전달은 높은 열전도율을 초래합니다.
2. 격자 진동 : 자유 전자가 주요 기여자이지만 격자 진동도 역할을합니다. 금속 격자의 원자는 고주파수에서 밀접하게 포장되어 진동합니다. 이러한 진동은 또한 재료를 통해 에너지를 전달할 수 있지만,이 기여는 일반적으로 자유 전자의 기여보다 작습니다.
3. 고밀도 : 금속은 일반적으로 비금속에 비해 밀도가 높습니다. 이는 단위 부피당 원자가 더 많아서 더 자주 충돌하고 더 빠른 에너지 전달 속도를 초래한다는 것을 의미합니다.
4. 결정 구조 : 대부분의 금속은 정렬 된 결정 구조를 가지고 있습니다. 이것은 비정질 또는 무질서한 구조와 비교하여 열 에너지 전달을위한보다 효율적인 경로를 허용합니다.
대조적으로, 비금속 :
* 자유 전자 부족 : 비금속은 전자가 원자에 단단히 결합되어 자유롭게 움직이고 열 에너지를 운반하는 능력을 제한합니다.
* 밀도 : 비금속은 종종 밀도가 낮아서 단위 부피당 원자가 적고 에너지 전달이 느려집니다.
* 무질서한 구조 : 비금속은 열 에너지의 흐름을 방해하는 비정질 또는 무질서한 구조를 가질 수 있습니다.
결론 : 유리 전자, 격자 진동, 고밀도 및 순서 구조의 조합은 금속이 다른 고체보다 훨씬 더 효율적으로 열을 전도 할 수있게합니다. 이 속성은 금속이 방열판, 요리기구 및 엔진 부품과 같이 열 전달이 중요한 응용 분야에 이상적입니다.
