1。遊離電子の役割：
* 金属： 金属は自由電子の「海」を持っているため、優れた導体です。これらの電子は、個々の原子にしっかりと結合しておらず、材料全体で簡単に移動できます。
* その他の材料： グラファイトのような一部の非金属には自由電子もありますが、その数は金属よりも低くなっています。これが、グラファイトがほとんどの非金属よりも優れた導体であるが、それでも金属ほど良くない理由です。
2。伝導のメカニズム：
* 熱エネルギー： 熱が固体に加えられると、遊離電子が熱エネルギーを吸収し、それらをより速く動かし、互いに衝突させます。
* エネルギーの移動： これらの衝突は、ある電子から別の電子に運動エネルギーを伝達し、材料全体に効果的に熱を広げます。
* 電子流： このエネルギーを運ぶ自由電子の流れは、私たちが熱伝導として認識しているものです。
3。伝導に影響する要因：
* 自由電子密度： 遊離電子の密度が高い材料は、より効率的に熱を行使します。
* 温度： 通常、伝導は温度とともに増加します。 温度が上昇すると、電子はより速く移動し、より頻繁でエネルギッシュな衝突につながります。
* 材料特性： さまざまな材料は、原子構造と原子間の結合により、導電率の程度がさまざまです。
例：
一端に加熱された金属ロッドを想像してみてください。 加熱された端の遊離電子はエネルギーを吸収し、より速く動き始めます。その後、彼らは隣接する電子と衝突し、エネルギーを彼らに伝達します。このプロセスはロッドの下に続き、ロッド全体が熱くなります。
液体やガスの伝導との重要な違い：
* 固体： 伝導は自由電子の動きによって支配されています。
* 液体とガス： 伝導は分子間の衝突に依存しています。これらの衝突は電子の動きよりも効率が低いため、液体やガスは一般に固体よりも導体が貧弱です。
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