A capacidade de um material de conduzir o calor depende principalmente de dois fatores:
1. Elétrons livres: *
metais: Os metais são excelentes condutores térmicos porque têm um "mar" de elétrons livres que podem se mover facilmente por todo o material. Quando uma extremidade de um objeto de metal é aquecida, esses elétrons livres absorvem a energia térmica e vibram mais rapidamente. Essa vibração aumentada é então passada para os elétrons vizinhos através de colisões, transferindo efetivamente a energia térmica por todo o metal.
2. Vibrações de treliça (fônons): *
Todos os materiais, incluindo não metais: Todos os materiais, mesmo não metais, têm átomos dispostos em uma estrutura de treliça. Quando uma extremidade do material é aquecida, os átomos nesse final começam a vibrar mais vigorosamente. Essas vibrações viajam pela estrutura da treliça como ondas conhecidas como fônons. A eficiência dessa propagação do fônon depende da estrutura do material e da força das ligações entre os átomos.
Fatores que afetam a condutividade térmica: *
Estrutura cristalina: Materiais com uma estrutura cristalina ordenada regular (como metais) tendem a ser condutores melhores do que materiais com uma estrutura desordenada (como vidro).
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Bonding: Materiais com fortes ligações covalentes ou metálicas têm melhor condutividade térmica.
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Temperatura: A condutividade térmica geralmente diminui com o aumento da temperatura.
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impurezas: As impurezas podem interromper a estrutura da rede e reduzir a condutividade do calor.
Exemplos: *
Bons condutores: Cobre, prata, alumínio, ouro, diamante
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Condutores pobres (isoladores): Madeira, plástico, borracha, ar
Em resumo, bons condutores térmicos têm muitos elétrons livres que podem transportar facilmente energia, e seus átomos são dispostos de uma maneira que facilite a propagação de vibrações na treliça (fônons).