Pourquoi le métal est conducteur de chaleur ?

[Chmiman]

Bonjour , je sais que le métal conduit mieux la chaleur donc nous prend de la chaleur quand on le touche où nous en donne quand il est chaud . Mais quelle est l'explication moléculaire que le bois est différent du fer ? Les molécules sont des molécules , si elles sont agitées elles transmettent leur agitation non ? Quel facteur fait que le métal conduit mieux ?

Merci à vous ! Au fait , si l'explication est que le métal transmet des électrons à notre peau ou que notre peau transmet des électrons de Valence au métal il faut m'expliquer comment notre peau ou le métal reste neutre !


Merci beaucoup de vos réponses
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[invite6dffde4c]

Bonjour.
Dans un métal, la conduction d chaleur est faite surtout aux électrons qui communiquent leur agitation thermique à leurs voisins.
Pas étonnant que les meilleurs conducteurs électriques soient aussi des bons conducteurs thermiques.
Dans les diélectriques, la chaleur (agitation thermique) se transmet d’atome en atome. Elle est bien moins efficace que la transmission par des électrons libres.
À l’exception du diamant synthétique qui est meilleur conducteur thermique que le cuivre.
Au revoir.

[phys4]

Merci à vous ! Au fait , si l'explication est que le métal transmet des électrons à notre peau ou que notre peau transmet des électrons de Valence au métal il faut m'expliquer comment notre peau ou le métal reste neutre !

L'échange d'électrons chauds et froids, se fait à parts égales sans qu'il y ait passage de courant

[Chmiman]

J'ai plusieurs interrogations après vos réponses , encore une fois je ne les conteste pas je veux les approfondir pour les comprendre . Si il y a transmission d'électrons de Valence , il y a courant électrique puisque les électrons partent , et meme si ils sont compensés par des arrivé je comprends mal cet échange tant au niveau électrique que thermique . Si la température dépend de l'agitation des molécules , si un électron agité du fer passe dans une autre barre de fer par contact , comment cela se passe et comment cela se fait il ? Comment au niveau énergie et chaleur tout ca se fait et pourquoi la nature fait comme ça surtout ! Car si des électrons s'en vont , il y a des ions , et meme si ils sont compensés , alors quel est le transfert puisque tout est compensé ? De plus , comment les simples électrons traduisent l'agitation de molécules entières ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite6dffde4c]

Re.
Vous mélangez un peu tout.
Dans un conducteur, les électrons de la bande de valence restent où ils sont. Ce sont les électrons libres de la bande de conduction qui conduisent la chaleur et le courant électrique.

Quand vous mettez en contact un conducteur avec un isolant, ce sont les électrons de conduction qui vont taper sur les atomes de l’isolant et leur communiquer de l’énergie, si la température des électrons est plus grande que celle des atomes de l’isolant. Pas besoin d’échange d’électrons.
Et entre deux conducteurs, il y a bien des électrons qui passent de l’un à l’autre (sans même s’en apercevoir). Si les électrons d’un métal sont plus chauds que ceux de l’autre, ils transmettront de la chaleur aux électrons et aux atomes de l’autre. Et tout cela par des mouvements aléatoires. Ils ne se comportent pas comme des soldats dans un défilé, mais comme une foule désordonnée.
A+

[Chmiman]

Donc un conducteur transmet de l'énergie à un isolant si je reprends vos propos ? Dans ce cas là pourquoi je transmet de l'énergie à la lame de couteau et pas au manche en bois ?

Le fait que des électrons passent et repassent dans chaque atome des deux conducteurs , comment se fait il que ce ne soit pas considéré comme courant électrique ? Et comment est transmise cette chaleur ?

Ah oui , pourquoi vous parlez de chaleur d'électron , alors que on parle de molécules agitées , Moi je me représente le Noyau et les électrons qui s'agitent plus ou moins selon leur température , alors qu'en fait c'est juste les électrons ?

Je viens de remarquer que j'ai posé 3000 questions dans un post , mais je suis tellement impatient et passionné que je voudrais comprendre précisément car certaines choses contredisent mes acquis !

[invite6dffde4c]

Re.
- Un conducteur transmet la chaleur à un mauvais conducteur. Il chauffe tres ite la surface de l’isolant en contact laquelle transmet lentement la chaleur au volume. Mais si vous attendez assez sans refroidir le manche, il chauffera à la même température que la lame.

- Parce qu’il y a autant qui passent dans un sens que dans l’autre.

- les électrons liés à des atomes ou molécules agitent comme un tout avec les atomes auxquels ils sont liés. Les électrons libres s’agitent tous seuls.
A+

[phys4]

Ah oui , pourquoi vous parlez de chaleur d'électron , alors que on parle de molécules agitées , Moi je me représente le Noyau et les électrons qui s'agitent plus ou moins selon leur température , alors qu'en fait c'est juste les électrons ?

La température correspond à une agitation aléatoire de toutes les particules qui peuvent osciller dans la gamme d'énergie associée à la température. L'ambiante correspond à une distribution d'énergie de 20meV à 30meV, donc seules les particules pouvant changer de niveaux d'énergie de cette amlitude interviennent dans la chaleur,sa transmission et la capacité calorifique.

Ainsi les électrons de valence dont les niveaux sont bloqués et dont l'énergie d'ionisation est de plusieurs eV n'interviennent pas.
Les électrons libres interviennent pour une grande part quand ils existent, ce sont alors eux qui assurent l'essentiel de la conduction de chaleur.
Les atomes peuvent osciller autour de leur position moyenne et donc jouent leur rôle d'accumulateur de chaleur. la transmission se fait, soit directement entre eux, soit pas l'intermédiaire des électrons libres : ces derniers échanges sont beaucoup plus lents que pour les électrons.
Il faut donc se rappeler que seule une petite partie des électrons interviennent dans la chaleur aux températures usuelles (moins de 10 000°) et l'équipartition de l'énergie entre particules fait que les noyaux ont même énergie thermique que les électrons s'il y a un électron libre par atome.

Dans certains cas éloignés de l'équilibre, l'on peut être amené à distinguer une température des électrons et une température des atomes très différentes. Exemple bien connu, dans les tubes fluorescents, les électrons chauffés par le passage du courant sont à des milliers de degrés alors que le gaz reste quelques centaines de degrés.
Dans les métaux, le couplage est trop important pour distinguer deux températures.

Au revoir.

[Chmiman]

Ah je comprends mieux , donc un atome qui est conducteur va donner ses électrons conducteurs pleins d énergie, et en contre partie l'atome receveur d'énergie va lui donner un électron peu énergique ?

Un électron tourne très vite , donc l'énergie d'un électron de bois doit être énorme , d'ou vient ce petit + d'énergie pour l'atome de fer par exemple ? Ou du moInès, d'où vient cette nature conductrice ou non , puis je la remarquer uniquement grâce au tableau périodique ?

[invite6dffde4c]

...
Un électron tourne très vite , ...

Bonjour.
NOOOOON !
Un électron ne tourne pas.
Il s’est arrêté de tourner autour du noyau il y a un siècle, quand le modèle atomique de Bohr fut abandonné par les physiciens.
Au revoir.

[phys4]

d'où vient ce petit + d'énergie pour l'atome de fer par exemple ? Ou du moins, d'où vient cette nature conductrice ou non , puis je la remarquer uniquement grâce au tableau périodique ?

L'existence d'électrons libres provient de la nature cristalline et de la nature des liaisons chimiques, elle ne dépend pas seulement de l'élément en jeu.

Les électrons de valence sont mis en commun dans les liaisons chimiques mis ils ne sont pas libres pour autant, bien qu'ils appartiennent à deux atomes, ils sont bloqués sur des niveaux constants, ils ne participent pas à la chaleur, ni à la conduction.
Pour un matériau pur, les éléments de la première et de la deuxième colonne du tableau périodique sont tous métalliques, sauf le premier, l'hydrogène n'est métallique que dans des conditions de pression particulières.
Sinon chaque cas est particulier, comme celui des molécules composées.

[invite156cfd77]

Bonjour,

@LPFR
Vous parlez d'électron de la bande de conduction qui "tapent les atomes de isolant". J'imagine qu'ils ne "tapent" pas vraiment, qu'est ce qui rentre réellement en jeu ? La théorie quantique des champs ?

Ah je comprends mieux , donc un atome qui est conducteur va donner ses électrons conducteurs pleins d énergie, et en contre partie l'atome receveur d'énergie va lui donner un électron peu énergique ?

Me corriger si je me trompe: Je ne pense pas qu'il y'ait réellement d'échange d'électron, il s'agit juste "d'un contact" que je ne définis pas (cf. ma question ci-dessus).

[invite6dffde4c]

...
@LPFR
Vous parlez d'électron de la bande de conduction qui "tapent les atomes de isolant". J'imagine qu'ils ne "tapent" pas vraiment, qu'est ce qui rentre réellement en jeu ? La théorie quantique des champs ?
...

Re.
Oui. Ils tapent vraiment. Dans le sens où ils ne peuvent pas pénétrer les orbitales des électrons de l’isolant. C’est la même chose que quand deux atomes s’entrechoquent. Sauf qu’ici la masse de l’électron est très petite et il rebondit en transmettant peu de moment linéaire.
A+