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Die Wärmeleitung in Festkörpern beruht auf zwei Mechanismen. Zum
einen übertragen benachbarte Atome durch ihre Kopplung Schwingungsenergie
von x nach x+dx ermöglicht, ohne dass die Atome selbst wandern.
Zum anderen tragen vor allem in Metallen die freien Elektronen durch Stöße
untereinander und mit ortsfesten Atomen zum Energietransport bei. Die freien
Elektronen haben eine kleine Masse und eine hohe thermische Geschwindigkeit.
Daher können Metalle sehr viel besser Wärme leiten als Stoffe ohne
freie Elektronen. Bei nicht zu tiefen Temperaturen ist die Wärmeleitfähigkeit
sogar proportional
zur elektrischen Leitfähigkeit 
und es gilt
Wiedemann-Franz-Gesetz
mit 
.
Die Wärmeleitzahl
ist in Festkörpern wegen der größeren Dichte und der damit verbundenen
stärkeren Kopplung der Teilchen im Allgemeinen wesentlich höher als
bei Gasen. Die Temperaturleitzahl 
dagegen ist bei Festkörpern und Gasen etwa gleich, d.h. Temperaturunterschiede
gleichen sich in vergleichbaren Zeiten aus.
Experiment: Wärmeleitfähigkeit von Kupfer und Eisen
Experiment: Anisotropie der Wärmeleitung bei Buchenholz
© Universität Würzburg, Tilo Hemmert 2000