Почему металлы обладают высокой теплопроводностью?

Answer 1

Металлы обладают высокой теплопроводностью и высокой электропроводностью по одной и той же причине: в металлах значительная часть электронов свободна. Эти электроны, не привязанные к атомам, образуют так называемый "электронный газ" в металле. Свободные электроны могут поглощать любые порции энергии - в отличие от связанных электронов в атомах, которые могут только перескакивать с одного уровня на другой, поглощая фиксированные количества энергии. Поэтому электронный газ легко поглощает тепло. Свободное движение электронов быстро "растаскивает" тепло по всему металлу. Для сравнения: в неметаллах электронного газа нет. Там тепло поглощают в основном атомы, в результате чего энергия их колебаний возрастает. Эти колебания постепенно передаются соседним атомам, от них к следующим, и так дале. Но этот процесс намного боле медленный, чем физическое перемещение свободных электронов из одного места в другое.

Answer 2

Высокая теплопроводность металлов объясняется тем, что перенос тепла в них осуществляется в основном передачей энергии электронами в отличие от неметаллических веществ, где анергия переносится в основном тепловыми колебаниями атомов. Однако сотношение вкладов зависит от конкретных условий и материала, например в сверхпроводящих материалах относительные вклады этих механизмов различны в нормальном и сверхпроводящем состоянии
Выдержка из книги Бернштейн М. Л. «Металловедение и термическая обработка стали Т1»