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TRANSFERENCIA DEL CALOR POR CONDUCCION

La forma de transferir energía, conocida como conducción del calor, no implica ningún movimiento en conjunto del cuerpo a través del cual se transmite laenergía. Así, por ejemplo, si se introduce una cucharilla en una taza de café muy caliente, el extremo de la cucharilla se calienta aunque no ha habido ningún movimiento de esta. La parte de lacucharilla en contacto con el café ha incrementado su energía térmica, y esta energía térmica se ha repartido progresivamente entre las partes próximas de la cucharilla hasta alcanzar el otro extremo.
Laconductividad es un mecanismo de transferencia de calor en sólidos, líquidos y gases que depende de la existencia de una diferencia de temperatura, y que constituye esencialmente un proceso de noequilibrio. Los detalles del proceso de transferencia a escala submicroscópica varían de sustancia a sustancia. En los metales, que son muy buenos conductores del calor, el transporte de energía es efectuadopor los electrones libres. En los materiales aislantes, sin embargo, la transferencia depende de las vibraciones de las moléculas. A escala microscópica, es posible prescindir por completo delmecanismo de transferencia, y especificar la propiedad conductora de una sustancia como sigue. Consideremos una lámina delgada, y de caras paralelas de una sustancia.
Se supone que el espesor d es muypequeño, y que el área de las caras paralelas opuestas es A. Se mantienen estas caras opuestas a temperaturas ligeramente distintas T1 y T2. La diferencia de temperaturas dividida por el espesor,(T1-T2)/d, se denomina gradiente de temperatura a través de la lamina. En estado estacionario, fluye calor desde la temperatura más alta a la más baja, y la ley de Fourier de la conducción térmica estableceque el ritmo de flujo de calor, o corriente calorífica, H, es proporcional al área A de la sección transversal y al gradiente de temperatura. En símbolos,
o de forma más general
La constante...