La conduction thermique fait référence au transfert d’énergie thermique en raison d’un objet ayant des températures différentes. Pour que l’énergie thermique soit transférée par conduction, il ne doit y avoir aucun mouvement de l’objet dans son ensemble. L’énergie thermique passe toujours de la concentration la plus élevée à la concentration la plus faible, c’est-à-dire du chaud au froid. Par conséquent, si une partie d’un objet est chaude, la chaleur sera transférée par conduction thermique à la partie la plus froide de cet objet. La conduction thermique se produira également si deux objets différents de températures variables se touchent.
Les particules, telles que les atomes et les molécules, d’un objet à haute énergie thermique se déplaceront plus rapidement que celles d’un objet à faible énergie thermique. Lorsque les particules sont chauffées, elles peuvent soit se déplacer et se heurter, transférant ainsi de l’énergie. Dans le cas de nombreux solides, les particules vibrent plus rapidement, provoquant la vibration des particules environnantes. Lorsque l’énergie thermique est transférée, les particules se déplaçant plus rapidement ralentiront, devenant ainsi plus froides, et les particules se déplaçant plus lentement se déplaceront plus rapidement, devenant ainsi plus chaudes. Cela continuera jusqu’à ce que l’objet atteigne l’équilibre thermique.
Un exemple de conduction thermique est un pot en métal sur le poêle. Les particules de la source de chaleur se déplaceront et transféreront de l’énergie thermique aux particules du métal, les faisant se déplacer plus rapidement. Au fur et à mesure que les particules dans le pot se déplacent plus rapidement, le pot devient plus chaud. De plus, les particules dans le pot transféreront leur chaleur à la nourriture ou au liquide dans le pot. Cela permet aux aliments de cuire ou au liquide de bouillir.
La vitesse à laquelle un objet transfère de la chaleur par conduction est appelée conductivité thermique. Un objet à faible conductivité transférera la chaleur plus lentement qu’un objet à haute conductivité. C’est pourquoi certaines substances sont utilisées comme isolants tandis que d’autres sont utilisées dans des applications telles que la cuisine. En général, les solides sont de meilleurs conducteurs de chaleur que les liquides et les gaz. De plus, les métaux sont généralement de meilleurs conducteurs thermiques que les substances non métalliques.
La conduction thermique causée par les électrons en mouvement est plus efficace que la conduction causée par les vibrations. La raison pour laquelle les métaux sont de si bons conducteurs de chaleur et d’électricité est qu’ils ont beaucoup d’électrons capables de se déplacer. Les électrons, cependant, ne vont généralement pas très loin lorsqu’ils conduisent de l’énergie thermique, mais entrent plutôt en collision et transfèrent de l’énergie thermique à d’autres électrons à proximité, qui peuvent ensuite entrer en collision et transférer de l’énergie thermique à d’autres électrons proches d’eux. Le résultat est une méthode de transfert d’énergie efficace qui donne à ces substances une conductivité thermique élevée.