Питання про те, що є найкращим провідником тепла, хвилює багатьох людей, особливо в контексті повсякденного життя та промислових процесів. Розуміння різних матеріалів та їх здатності передавати тепло є важливим для ефективної терморегуляції, ізоляції та створення високоефективних систем опалення та охолодження.
Один з найпоширеніших матеріалів, що мають високу теплопровідність, є метал. Метали, такі як алюміній, мідь і залізо, мають здатність швидко передавати тепло. Це пояснюється присутністю електронів, що вільно рухаються, які ефективно переміщують теплову енергію.
Однак, крім металів, існують і інші матеріали, що мають високу теплопровідність. Деякі напівпровідники, наприклад, кремній та германій, також виявляють хорошу здатність до передачі тепла. Це з особливостями електронної структури цих матеріалів та його молекулярної структури.
Однак не завжди наявність високої теплопровідності є позитивним фактором. У деяких випадках, таких як при ізоляції або створенні теплоізолюючих матеріалів необхідно використовувати матеріали з низькою теплопровідністю. Наприклад, матеріали з повітряними кишенями або комірчастою структурою можуть зменшити перенесення тепла та забезпечити кращу теплоізоляцію.
| Речовина | Теплопровідність, Вт/(м·К) | Температурний діапазон, °C |
|---|---|---|
| Алюміній | 237 | -270 – 660 |
| Мідь | 401 | -200 – 1085 |
| Срібло | 429 | -189 – 962 |
| Золото | 317 | -38 – 1064 |
| Залізо | 80,2 | -40 – 1400 |
Кращі провідники тепла метали (особливо срібло, мідь). Найгірше проводять теплоутеплювачі – повітря, повсть, деревина.
Тим не менш, найкращий електричний провідник – срібло. Срібло має 47 електронів з одним валентним електроном у зовнішній оболонці. Висока енергія цього електрона робить його вразливим для руху навіть дуже маленької ЕРС.
Висока теплопровідність металів залежить також від рухливості вільних електронів. Тому ряд теплопровідностей схожий на ряд електропровідностей, і найкращим провідником тепла, як і електрики, є срібло.