Perché i metalli sono conduttori di calore migliori del legno?

Stare in piedi su un ponte di legno potrebbe sembrare caldo in una giornata calda, ma uno di metallo sarebbe insopportabile. Uno sguardo casual al legno e al metallo non ti dirà perché uno diventa più caldo di un altro. Devi esaminare le caratteristiche microscopiche, quindi vedere come gli atomi in questi materiali conducono il calore.

Il calore fa vibrare le molecole di un materiale. Mentre vibrano, spingono i loro vicini, trasmettendo l'energia del loro movimento. Quando un gruppo di molecole fa vibrare un altro, il calore conduce attraverso il materiale.

La conduzione del calore tra i materiali dipende in parte dal modo in cui le loro superfici si incontrano. Se una superficie è ruvida e irregolare, il contatto e la conduzione del calore vengono interrotti da spazi vuoti. Il legno è pieno di microscopiche fessure sulla sua superficie. I metalli sono più lisci e hanno meno spazi vuoti.

Nei metalli, gli elettroni esterni nei suoi atomi sono legati in modo più lasco che nel legno. Gli atomi di metallo sono impacchettati più densamente e possono trasmettere vibrazioni di calore più facilmente.

A livello atomico, i metalli si dispongono in reti di cristalli, che tendono ad essere rigide. Il legno è fatto di minuscole fibre, che sono sia più morbide che organizzate in modo più casuale. Le vibrazioni del calore sono condotte in modo meno efficiente attraverso queste fibre.

Il legno ha delle lacune sia internamente che sulla sua superficie. È pieno di microscopiche sacche d'aria lasciate quando il legno vivo si è asciugato. Le vibrazioni molecolari del calore si muovono lentamente attraverso queste tasche. I metalli hanno molti meno vuoti.