In Messing, bei dem etwa 30 % Zink in reinem Kupfer (Wärmeleitfähigkeit bei Raumtemperatur etwa 400 W/(m·K)) gelöst sind, sinkt die Wärmeleitfähigkeit auf etwa 120 W/(m·K). Was ist der Hauptgrund?

Lösung: C. Die gelösten Atome streuen die Leitungselektronen und verkürzen deren mittlere freie Weglänge, sodass mit der elektrischen auch die Wärmeleitfähigkeit sinkt

In Metallen wird Wärme hauptsächlich von Leitungselektronen transportiert; die Wärmeleitfähigkeit ist daher nahezu proportional zur elektrischen Leitfähigkeit (Wiedemann-Franzsches Gesetz). Im Kupfergitter gelöste Zinkatome stören die Periodizität der Atomanordnung und streuen die Elektronen; die mittlere freie Weglänge der Elektronen wird kürzer, und die elektrische Leitfähigkeit von Messing beträgt nur rund 30 % der von reinem Kupfer. Ebenso sinkt die Wärmeleitfähigkeit von etwa 400 auf etwa 120 W/(m·K). Zink selbst ist ein Metall mit einer Wärmeleitfähigkeit von etwa 116 W/(m·K) und kein Stoff, der Wärme nicht leitet. In Metallen transportieren die Phononen ohnehin nur einen kleinen Teil der Wärme, sodass eine geringe Änderung der Gittereigenschaften eine so starke Abnahme nicht erklären kann.