Comment la chaleur se propage-t-elle le long d'une barre métallique?

Bien sagement assis au bord d'un feu de bois, nous avons envie de l'attiser pour l'empêcher de s'étouffer.

Nous utilisons alors la barre en fonte (ou en laiton) la plus proche, mais gare à ne pas la placer trop longtemps dans le brasier!

En effet, on sait que si on touche alors la barre, elle devient de plus en plus chaude, y compris aux endroits qui ne sont pas en contact avec le feu...

Comment expliquer cela alors que si nous réitérons la même expérience avec une tige en verre par exemple, cette dernière restera suffisamment froide.

Pour comprendre l'origine de cette conduction thermique, car c'est bien de cela qu'il s'agit, il faut aller à un niveau microscopique et regarder comment est structuré un métal.

C'est une mer d'atomes, plus exactement une mer de noyaux d'atomes liés à des électrons. certains électrons sont liés aux noyaux, d'autres sont libre (en rouge ci-dessous), ils peuvent aller d'atome en atome, faisant en sorte qu'en quittant un atome ils laissent derrière eux des atomes privés d'un électron, soit des ions chargés positivement (les billes avec un + ci-dessous).

Cette faculté d'avoir des électrons libres est très importante et est à l'origine du transport de la chaleur des métaux. Plus la température est élevée, plus les électrons libres peuvent se déplacer, on parle d'agitation thermique. C'est maintenant que cela devient magnifique!

La partie de la barre placée dans le feu engendre une grande agitation thermique des électrons en contact avec le brasier. Ceux-ci se déplacent donc rapidement, mais comme deux charges électriques de même signe se repoussent (lois de Coulomb), les électrons à proximité sont aussi repoussés et de proche en proche, ces électrons mobiles transportent l'agitation thermique originelle: la barre devient de plus en plus chaude!