Condutividade térmica

A condutividade térmica é unha propiedade física dos materiais que mide a capacidade de condución de calor. Noutras palabras a condutividade térmica é tamén a capacidade dunha substancia de transferir a movemento cinético das moléculas as moléculas adxacentes ou a outras substancias coas que está en contacto.

A inversa da condutividade térmica é a resistividade térmica, que é a capacidade dos materiais para opoñerse ó paso da calor.

Orixe molecular da condutividade
Cando se quenta a materia a enerxía cinética media das súas moléculas aumenta, incrementándose o seu movemento. A condución de calor que a nivel macroscópico pode modelizarse mediante a lei de Fourier, a nivel molecular debese á interacción entre as moléculas que intercambian enerxía cinética sen producir movementos globais de materia. Polo tanto a condución térmica difire da convección térmica no feito de que na primeira non existen movementos macroscópicos de materia, pero que si ocorren no segundo mecanismo. Tódalas formas de materia condensada teñen a posibilidade de transferir calor mediante condución térmica, mentres que a convención térmica en xeral só resulta posible en líquidos e gases. De feito os sólidos transfiren calor basicamente por condución térmica, mentres que para gradientes de temperatura importantes os líquidos e os gases transfiren a maior parte da calor por convección.

Condutividades térmicas dos materiais
+LendaMaterialλMaterialλMaterialλAceiro47-58Cortiza0,04-0,30Mercurio83,7Auga0,58Estaño64,0Mica0,35Aire0,02Fibra de vidro0,03-0,07Níquel52,3Alcol0,16Glicerina0,29Ouro308,2Alpaca29,1Ferro80,2Parafina0,21Aluminio209,3Ladrillo0,80Prata406,1-418,7Amianto0,04Ladrillo refractario0,47-1,05Chumbo35,0Bronce116-186Latón81-116Vidro0,6-1,0Zinc106-140Litio301,2Cobre372,1-385,2Madeira0,13terra húmida0,8
A condutividade térmica é unha propiedade dos materiais que valora a capacidade de conducir a calor a través deles. É elevada en metais e en xeral en corpos continuos, e é baixa nos gases (a pesar de que neles a transferencia pode facerse a través de electróns libres) e en materiais iónicos e covalentes, sendo moi baixa nalgúns materiais especiais como a fibra de vidro, que se denominan por iso illantes térmicos. Para que exista condución térmica fai falta unha substancia, de aí que é nula no baleiro ideal, e moi baixa en ambientes onde hai un baleiro elevado.

Nalgúns procesos industriais traballase para incrementar a condución de calor, ben utilizando materiais de alta condutividade ou configuracións cunha grande área de contacto. Noutros, o efecto buscado é xusto o contrario, e desexase minimizar o efecto da condución, para o que se empregan materiais de baixa condutividade térmica, baleiros intermedios, e dispóñense en configuracións con pouca área de contacto.

A táboa que se mostra a continuación refírese á capacidade de certos materiais para transmitir a calor.

O coeficiente de condutividade térmica (λ) caracteriza a cantidade de calor necesaria por m2, para que atravesando durante a unidade de tempo, 1 m de material homoxéneo obteña unha diferenza de 1 °C de temperatura entre as dúas caras.

A condutividade térmica exprésase en unidades de W/(m•K) (J/(s • m • °C)).

É unha propiedade intrínseca de cada material que varía en función da temperatura á que se efectúa a medida, polo que adoitan facerse as medicións a 300 K coa fin de poder comparar uns elementos con outros.

É un mecanismo molecular de transferencia de calor que ocorre pola excitación das moléculas. presentase en todos os estados da materia pero predomina nos sólidos.

Categoría:Propiedades físicas
Categoría:Termodinámica