Se trata de una propiedad que poseen los materiales que tiene la capacidad de transmitir calor a otros. Esto significa que existen materias que tienen la propiedad de permitir que la energía cinética de sus moléculas se transfiera a otras sustancias contiguas. A su vez, se trata de una magnitud intensiva opuesta a la resistividad térmica, que es la propiedad de resistir la transmisión de calor mediante las moléculas.
Para explicar este fenómeno hay que centrarse en que al calentarse el material, las moléculas incrementan su energía cinética y son capaces de “compartir” ese exceso de energía sin que se generen movimientos de la materia. Los metales y los cuerpos continuos son los que más conductividad tienen, mientras que los polímeros y los aislantes, como la fibra de vidrio, poseen escasa conductividad calorífica.
Para calcular esta conductividad, se parte del coeficiente λ y, dependiendo de la naturaleza molecular de cada material, varía la conductividad térmica. La fórmula de cálculo entonces es: λ = q/grad.T Siendo “q” el flujo de calor por unidad de tiempo y área, mientras que “grad.T” es el gradiente de temperatura.
Así pues, a mayor conductividad térmica, mejor conductor de calor será el material. Lógicamente, cuanto menor sea la conductividad calorífica, más aislante será el material.
Entre las variantes que influyen en este coeficiente de conductividad térmica podemos encontrar: la temperatura, la convección, la conductividad eléctrica y los cambios de fase del material
Métodos de conducción térmica
Hay tres métodos de transmisión de calor que se dan de manera natural: la conducción, la convección y la radiación.
- La conducción sucede al transmitirse el calor de un cuerpo hacia otro con una temperatura distinta, gracias al simple contacto entre ambos, sin desplazamientos de materia.
- La convección se produce entre fluidos, sean líquidos o gases, cuyas partículas se mueven de manera natural o forzada para transmitir calor de uno a otro.
- La radiación, por último, tiene lugar cuando dos sólidos de diferente temperatura se transmiten calor sin mediar un punto de contacto, sino a través de la emisión de ondas electromagnéticas que viajan a la velocidad de la luz.
Unidades de medida de la conductividad térmica
De acuerdo al Sistema Internacional, la conductividad térmica se mide en W/ (K.m), siendo W los watts; K, los kelvin y m los metros. Su equivalente son los Joules sobre metro por segundo por Kelvin (J/m.s.K).
Para decirlo más claro, una conductividad calorífica de 1 W/(K.m) quiere decir que 1J de calor se irradia por un material cuya superficie es 1m2 y su grosor, 1m; en 1 segundo. Siempre que la diferencia entre las sustancias sea de 1K.
Ejemplos de conductividad térmica
Algunos ejemplos de conductividad térmica son:
- El acero, cuya conductividad es de 47 a 58 W/(K.m)
- El agua con 0,58 W/(K.m) de conductividad
- El alcohol de 0,16 W/(K.m)
- El bronce, que conduce entre 116 y 140 W/(K.m)
- La madera: 0,13 W/(K.m)
- El titanio, cuya conductividad térmica es de 21,9 W/(K.m)
- El mercurio, que posee una conductividad calorífica de 83,7 W/(K.m)
