Conductividad térmica
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La conductividad térmica es una propiedad fÃsica de los materiales que mide la capacidad de conducción de calor. En otras palabras la conductividad térmica es también la capacidad de una sustancia de transferir el movimiento cinético de sus moléculas a sus propias moléculas adyacentes o a otras substancias con las que está en contacto.
La inversa de la conductividad térmica es la resistividad térmica, que es la capacidad de los materiales para oponerse al paso del calor.
[editar] Origen molecular de la conductividad
Cuando se calienta la materia la energÃa cinética promedio de sus moléculas aumenta, incrementándose su movimiento. La conducción de calor que a nivel macroscópico puede modelizarse mediante la ley de Fourier, a nivel molecular se debe a la interacción entre las moléculas que intercambian energÃa cinética sin producir movimientos globales de materia. Por tanto la conducción térmica difiere de la convección térmica en el hecho de que en la primera no existen movimientos macroscópicos de materia, que si ocurren en el segundo mecanismo. Todas las formas de materia condensada tienen la posibilidad de transferir calor mediante conducción térmica, mientras que la convencción térmica en general sólo resulta posible en lÃquidos y gases. De hecho los sólidos transfieren calor básicamente por conducción térmica, mientras que para gradientes de temperatura importante los lÃquidos y los gases transfieren la mayor parte del calor por convección.
[editar] Conductividades térmicas de los materiales
La conductividad térmica es una propiedad de los materiales que valora la capacidad de conducir el calor a través de ellos. Es elevada en metales y en general en cuerpos continuos, y es baja en los gases (a pesar de que en ellos la transferencia puede hacerse a través de electrones libres) y en materiales iónicos y covalentes, siendo muy baja en algunos materiales especiales como la fibra de vidrio, que se denominan por eso aislantes térmicos. Para que exista conducción térmica hace falta una sustancia, de ahà que es nula en el vacÃo ideal, y muy baja en ambientes donde se ha practicado un vacÃo elevado.
En algunos procesos industriales se trabaja para incrementar la conducción de calor, bien utilizando materiales de alta conductividad o configuraciones con un elevado área de contacto. En otros, el efecto buscado es justo el contrario, y se desea minimizar el efecto de la conducción, para lo que se emplean materiales de baja conductividad térmica, vacÃos intermedios, y se disponen en configuraciones con poca área de contacto..
La tabla que se muestra a coontinuación se refiere a la capacidad de ciertos materiales para transmitir el calor. El coeficiente de conductividad térmica(λ) caracteriza la cantidad de calor necesario por m2, para que atravesando durante la unidad de tiempo, 1 m de material homogéneo obtenga una diferencia de 1 °C de temperatura entre las dos caras. La conductividad térmica se expresa en unidades de W/(m·K) (J/(s· m· °C)). Es una propiedad intrÃnseca de cada material que varÃa en función de la temperatura a la que se efectúa la medida, por lo que suelen hacerse las mediciones a 300 Kcon el objeto de poder comparar unos elementos con otros. Es un mecanismo molecular de transferencia de calor que ocurre por la excitación de las moléculas. se presenta en todos los estados de la materia pero predomina en los sólidos.
[editar] Véase también
- Capacidad calorÃfica
- Almacenamiento de calor
- Propiedades fÃsicas de los cuerpos
- Transmitancia térmica.
| Material | λ | Material | λ | Material | λ | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Acero | 47-58 | Corcho | 0,04-0,30 | Mercurio | 83,7 | |
| Agua | 0,58 | Estaño | 64,0 | Mica | 0,35 | |
| Aire | 0,02 | Fibra de vidrio | 0,03-0,07 | NÃquel | 52,3 | |
| Alcohol | 0,16 | Glicerina | 0,29 | Oro | 308,2 | |
| Alpaca | 29,1 | Hierro | 80,2 | Parafina | 0,21 | |
| Aluminio | 209,3 | Ladrillo | 0,80 | Plata | 406,1-418,7 | |
| Amianto | 0,04 | Ladrillo refractario | 0,47-1,05 | Plomo | 35,0 | |
| Bronce | 116-186 | Latón | 81-116 | Vidrio | 0,6-1,0 | |
| Zinc | 106-140 | Litio | 301,2 | Cobre | 372,1-385,2 | |
| Madera | 0,13 | tierra húmeda | 0,8 |