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CONDUCTIVIDAD TERMICA

La conductividad térmica es una propiedad física 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 la energía cinética de sus moléculas a otras moléculas adyacentes o a sustancias con las que no está en contacto. En el Sistema Internacional de Unidades laconductividad térmica se mide en W/(K·m) (equivalente a J/(s·K·m) )
La conductividad térmica es una magnitud intensiva. Su magnitud inversa es la resistividad térmica, que es la capacidad de los materiales para oponerse al paso del calor. Para un material isótropo la conductividad térmica es un escalar \lambda (k en Estados Unidos) definido como:




Donde:
, es el flujo de calor (por unidad detiempo y unidad de área).
, es el gradiente de temperatura.
Una conductividad térmica de 1 vatio por metro y kelvin indica que una cantidad de calor de un julio (J) se propaga a través de un material por conducción térmica:
en 1 segundo,
por una superficie de 1 m2,
por un espesor de 1 m,
cuando la diferencia de temperatura entre las dos caras es de 1 K.
Cuanto mayor sea su conductividadtérmica, un material será mejor conductor del calor. Cuanto menor sea, el material será más aislante. Por ejemplo, el cobre tiene una conductvidad de 380 vatios por kelvin y metro, y es más de 10 000 veces mejor conductor del calor que el poliuretano (0,035 vatios por kelvin y metro).

Origen molecular de la conductividad
Cuando se calienta la materia la energía cinética promedio de sus moléculasaumenta, incrementándose su nivel de agitación. 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 energía 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 existenmovimientos macroscópicos de materia, que sí ocurren en el segundo fenómeno. Todas las formas de materia condensada tienen la posibilidad de transferir calor mediante conducción térmica, mientras que la convección térmica en general sólo resulta posible en líquidos y gases. De hecho los sólidos transfieren calor básicamente por conducción térmica, mientras que para gradientes de temperatura importantelos líquidos y los gases transfieren la mayor parte del calor por convección.

Conductividades térmicas de los materiales
La conductividad térmica es una propiedad de los materiales que valora la capacidad de transmitir el calor a través de ellos. Es elevada en metales y en general en cuerpos continuos, es baja en polímeros, y muy baja en algunos materiales especiales como La fibra, que sedenominan por ello aislantes térmicos. Para que exista conducción térmica hace falta una sustancia, de ahí que es nula en el vacío ideal, y muy baja en ambientes donde se ha practicado un vacío bajo.
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 detemperatura entre las dos caras. Es una propiedad intrínseca de cada material que varía en función de la temperatura a la que se efectúa la medida, por lo que suelen hacerse las mediciones a 300 K para poder comparar unos elementos con otros. Cuando el elemento no es homogéneo, pero su heterogeneidad se distribuye uniformemente, como por ejemplo, un muro de ladrillo con juntas de mortero, seobtiene en laboratorio un λ útil, media ponderada de los coeficientes de cada material.
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.
La tabla que se muestra a continuación se refiere a la capacidad de ciertos materiales para transmitir el calor.

Conductividades...