材料的傳熱特性由稱為導(dǎo)熱系數(shù)k（或 λ）的屬性表征，單位為W/mK。它是衡量物質(zhì)通過傳導(dǎo)通過材料傳遞熱量的能力的量度。請(qǐng)注意，傅立葉定律適用于所有物質(zhì)，無論其狀態(tài)如何（固體、液體或氣體），因此，它也適用于液體和氣體。

熱量的傳導(dǎo)有三種方式：熱傳導(dǎo)、對(duì)流、輻射。材料的狀態(tài)有氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)，在氣態(tài)和液態(tài)物質(zhì)中熱量傳導(dǎo)主要依靠熱傳導(dǎo)和對(duì)流的方式；在固態(tài)物質(zhì)中以熱傳導(dǎo)為主。只有在溫度較高時(shí)，輻射才會(huì)成為主要的傳熱過程，這個(gè)過程有光子的參與。

那么為什么對(duì)于導(dǎo)熱性而言，一般都是固態(tài)>液態(tài)>氣態(tài)呢？

熱傳導(dǎo)是借助物質(zhì)中的分子或原子振動(dòng)以及自由電子的熱運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)熱量傳遞的。氣體的導(dǎo)熱系數(shù)與氣體的密度、平均分子速度成正比，特別是與分子的平均自由程成正比 。平均自由程還取決于分子的直徑，大分子比小分子更容易發(fā)生碰撞，小分子是能量載體（分子）在發(fā)生碰撞之前行進(jìn)的平均距離。輕質(zhì)氣體，例如氫氣和氦氣， 通常具有高導(dǎo)熱性。氙氣和二氯二氟甲烷等稠密氣體的導(dǎo)熱系數(shù)低。一般來說，氣體的導(dǎo)熱系數(shù)隨著溫度的升高而增加。液體熱傳導(dǎo)是由原子或分子擴(kuò)散引起的，但解釋液體導(dǎo)熱系數(shù)的物理機(jī)制還沒有被很好的理解。液體往往比氣體具有更好的導(dǎo)熱性

簡(jiǎn)單點(diǎn)說氣體分子或者原子之間的距離是最大的；液體次之；固體最小。打個(gè)比方，就像踢足球一樣，在同樣一個(gè)大小的場(chǎng)地，場(chǎng)上的人越多，你越容易把球傳出去，因?yàn)閭髑蚓嚯x短了，周圍的人多了嘛。同樣的道理，當(dāng)分子或者原子進(jìn)行熱運(yùn)動(dòng)時(shí)，在氣體中不容易與其他分子相碰撞，能量就無法進(jìn)行傳遞，這樣的過程當(dāng)然是與分子運(yùn)動(dòng)的平均自由程相關(guān)的；在液體中，碰撞變得容易了一些，所以導(dǎo)熱系數(shù)一般比氣體大了一些；再到固體中，大家等于是手牽著手了，原子振動(dòng)就更容易進(jìn)行傳導(dǎo)，導(dǎo)熱系數(shù)更大一些。"

那么不同種類的固體中，為什么一般金屬的導(dǎo)熱系數(shù)是相對(duì)更大的呢？

這要涉及到固體中的導(dǎo)熱機(jī)制，在固體材料中熱傳導(dǎo)主要是靠晶格振動(dòng)的格波（聲子）來進(jìn)行的。金屬是固體，因此它們具有晶體結(jié)構(gòu)，其中離子（具有周圍核心電子殼的原子核）在晶格中占據(jù)平移等效的位置，金屬的獨(dú)特之處在于，熱傳導(dǎo)既可以靠聲子還可以靠電子，而且其實(shí)主要依靠電子來進(jìn)行熱傳導(dǎo)，金屬材料中，存在大量自由電子，這些電子質(zhì)量更小，運(yùn)動(dòng)速度更快，能迅速進(jìn)行熱量傳遞。這并不是絕對(duì)的，例如，金剛石的熱導(dǎo)率就明顯高于普通金屬（銀、銅等），可能是自然界導(dǎo)熱性最好的材料。

以上部分內(nèi)容參考自：相比于其他介質(zhì)材料，為什么一般金屬的導(dǎo)熱性會(huì)更好？ - 知乎