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なぜ金属はプラスチックよりも優れた熱の導体なのですか?

金属は、原子構造の根本的な違いと電子の内部の振る舞いのために、プラスチックよりも優れた熱導体です。

金属:

* 遊離電子: 金属には、外側の電子が原子にゆるく結合し、材料全体で自由に移動できるユニークな構造があります。これらの「自由電子」は、小さなエネルギーキャリアのように機能します。

* 振動エネルギー伝達: 熱が金属に加えられると、これらの遊離電子はエネルギーを吸収し、急速に振動し始めます。この振動はすぐに隣接する電子に渡され、材料全体に熱エネルギーを効果的に伝達します。

* 熱伝導率: 自由電子移動エネルギーが容易になると、金属は熱の優れた導体になります。

プラスチック:

* 共有結合: プラスチックは、強力な共有結合によってまとめられた分子の長い鎖で作られています。これらの結合は、電子の動きを制限します。

* 限られた電子移動度: プラスチックの電子は振動することができますが、金属のように自由に動くことはできません。これにより、熱エネルギーを効率的に持ち運び、伝達する能力が制限されます。

* 熱伝導率が低: 電子の制限された動きは、プラスチックが熱の導体が貧弱であることをもたらします。 それらは、熱伝達を防ぐための絶縁体としてよく使用されます。

要約:

*金属には、熱エネルギーを簡単に運ぶような自由電子があり、優れた導体になります。

*プラスチックには、機動性が限られている電子がしっかりと結合しているため、熱の導体が貧弱になります。

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