为什么金属既能导电又能导热？

在日常生活里，我们都知道金属导电、导热性能都很强，但这两个现象其实有着共同的物理本质——都和“电子”有关。

1. 导电性

在没有外加电场时，金属中的自由电子虽然在不停运动，但方向是杂乱的，总体上相互抵消，没有电流。

一旦加上电压，电子就会受到电场力的作用，开始沿着与电场方向相反的方向定向运动，于是电流就产生了。

不过，这些电子在运动时会和金属晶格中的正离子发生碰撞，把获得的能量传给离子，所以金属导体会发热（这就是“电阻发热”现象）。

2. 电阻率与温度的关系

金属的导电性取决于电阻率。大多数金属在温度升高时，电阻率也会随之增加，于是导电性能下降。

这就是为什么电线会因为过热而影响输电效率。

3. 导热性

金属能导热，也是因为自由电子的存在。

在高温区域，自由电子获得更多动能，然后通过运动把能量带到低温区域，实现能量传递。

换句话说，电子就像“搬运工”，不断把热能从热的一端搬到冷的一端，所以金属的导热性能通常很好。

总结

无论是导电还是导热，本质上都是“电子气”的功劳：电子的密度和运动状态，决定了金属的电学和热学特性。