Conductividad térmica de helio
El helio es un elemento químico con el número atómico 2, lo que significa que hay 2 protones y 2 electrones en la estructura atómica. El símbolo químico del helio es Él .
Es un gas monoatómico incoloro, inodoro, insípido, no tóxico, inerte, el primero en el grupo de gases nobles en la tabla periódica. Su punto de ebullición es el más bajo entre todos los elementos.
Debido a la masa molar (atómica) relativamente baja del helio, su conductividad térmica, calor específico y velocidad de sonido en la fase gaseosa son mayores que cualquier otro gas, excepto el hidrógeno. Por su inercia y alta conductividad térmica, transparencia de neutrones, y porque no forma isótopos radiactivos en condiciones de reactor, el helio se usa como medio de transferencia de calor en algunos reactores nucleares refrigerados por gas (por ejemplo, Reactores refrigerados por gas a alta temperatura – HTGR )
Referencia especial: Propiedades termofísicas de los materiales para la ingeniería nuclear: un tutorial y recopilación de datos. IAEA-THPH, IAEA, Viena, 2008. ISBN 978–92–0–106508–7.
Conductividad térmica de gases
El efecto de la temperatura, la presión y las especies químicas sobre la conductividad térmica de un gas puede explicarse en términos de la teoría cinética de los gases . El aire y otros gases son generalmente buenos aislantes, en ausencia de convección. Por lo tanto, muchos materiales aislantes (por ejemplo, poliestireno) funcionan simplemente al tener una gran cantidad de bolsas llenas de gas que evitan la convección a gran escala . La alternancia de la bolsa de gas y el material sólido hace que el calor se transfiera a través de muchas interfaces, lo que provoca una disminución rápida del coeficiente de transferencia de calor.
La conductividad térmica de los gases es directamente proporcional a la densidad del gas, la velocidad molecular media, y especialmente a la trayectoria libre media de la molécula. La ruta libre media también depende del diámetro de la molécula, con moléculas más grandes con mayor probabilidad de experimentar colisiones que las moléculas pequeñas, que es la distancia promedio recorrida por un portador de energía (una molécula) antes de experimentar una colisión. Los gases ligeros, como el hidrógeno y el helio, suelen tener una alta conductividad térmica . Los gases densos como el xenón y el diclorodifluorometano tienen baja conductividad térmica.
En general, la conductividad térmica de los gases aumenta con el aumento de la temperatura.
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