Staan op een houten terras kan op een warme dag warm aanvoelen, maar een metalen vloer zou ondraaglijk zijn. Een casual blik op hout en metaal zal je niet vertellen waarom je heter wordt dan de andere. Je moet microscopische kenmerken onderzoeken en vervolgens zien hoe de atomen in deze materialen warmte geleiden.

Trillingen

Warmte zorgt ervoor dat moleculen in een materiaal trillen. Terwijl ze trillen, verdringen ze hun buren en brengen de energie van hun beweging over. Wanneer de ene groep moleculen de andere in trilling brengt, geleidt de warmte door het materiaal.

Oppervlaktekaart

Warmtegeleiding tussen materialen hangt gedeeltelijk af van hoe hun oppervlakken elkaar ontmoeten. Als een oppervlak ruw en ongelijkmatig is, worden contact en warmtegeleiding onderbroken door openingen. Hout zit vol met microscopische openingen aan het oppervlak. Metalen zijn gladder en hebben minder gaten.

Metalen

In metalen zijn de buitenste elektronen in de atomen losser gebonden dan in hout. Metaalatomen zijn dichter verpakt en kunnen sneller warmtetrillingen overbrengen.

Kristallen versus vezels

Op atomair niveau rangschikken metalen zich in netwerken van kristallen, die meestal stijf zijn. Hout is gemaakt van kleine vezels, die zowel zachter als willekeuriger georganiseerd zijn. Hittetrillingen worden minder efficiënt uitgevoerd door deze vezels.

Interne leegten

Hout heeft zowel interne als interne openingen. Het is bezaaid met microscopische luchtzakken die achterblijven toen het levende hout droogde. Moleculaire trillingen door hitte gaan langzaam door deze zakken. Metalen hebben veel minder leegtes.