{"id":49920,"date":"2020-01-08T13:06:01","date_gmt":"2020-01-08T12:06:01","guid":{"rendered":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/que-es-la-conductividad-termica-definicion\/"},"modified":"2020-01-08T13:07:32","modified_gmt":"2020-01-08T12:07:32","slug":"que-es-la-conductividad-termica-definicion","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/es\/que-es-la-conductividad-termica-definicion\/","title":{"rendered":"\u00bfQu\u00e9 es la conductividad t\u00e9rmica? Definici\u00f3n"},"content":{"rendered":"
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La conductividad t\u00e9rmica es una medida de la capacidad de una sustancia para transferir calor a trav\u00e9s de un material por conducci\u00f3n.\u00a0Conductividad t\u00e9rmica, k (o \u03bb), medida en ingenier\u00eda t\u00e9rmica W \/ mK<\/div>\n<\/div>\n
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Conductividad t\u00e9rmica<\/h2>\n

\"Conducci\u00f3n<\/a>Las caracter\u00edsticas de transferencia de calor de un material s\u00f3lido se miden mediante una propiedad llamada\u00a0conductividad t\u00e9rmica<\/strong>\u00a0, k (o \u03bb), medida en\u00a0W \/ mK<\/strong>\u00a0.\u00a0Es una medida de la capacidad de una sustancia para transferir calor a trav\u00e9s de un material por conducci\u00f3n.\u00a0Tenga en cuenta que\u00a0la ley de Fourier se<\/strong>\u00a0aplica a toda la materia, independientemente de su estado (s\u00f3lido, l\u00edquido o gaseoso), por lo tanto, tambi\u00e9n se define para l\u00edquidos y gases.<\/p>\n

La\u00a0conductividad t\u00e9rmica<\/strong>\u00a0de la mayor\u00eda de los l\u00edquidos y s\u00f3lidos var\u00eda con la temperatura.\u00a0Para los vapores, tambi\u00e9n depende de la presi\u00f3n.\u00a0En general:<\/p>\n

\"conductividad<\/a><\/p>\n

La mayor\u00eda de los materiales son casi casi homog\u00e9neos, por lo tanto, generalmente podemos escribir\u00a0k = k (T)<\/em><\/strong>\u00a0.\u00a0Definiciones similares se asocian con conductividades t\u00e9rmicas en las direcciones y y z (k\u00a0y<\/sub>\u00a0, k\u00a0z<\/sub>\u00a0), pero para un material isotr\u00f3pico la conductividad t\u00e9rmica es independiente de la direcci\u00f3n de transferencia, k\u00a0x<\/sub>\u00a0= k\u00a0y<\/sub>\u00a0= k\u00a0z<\/sub>\u00a0= k.<\/p>\n

De la ecuaci\u00f3n anterior, se deduce que el flujo de calor de conducci\u00f3n aumenta al aumentar la conductividad t\u00e9rmica y aumenta al aumentar la diferencia de temperatura.\u00a0En general, la conductividad t\u00e9rmica de un s\u00f3lido es mayor que la de un l\u00edquido, que es mayor que la de un gas.\u00a0Esta tendencia se debe en gran parte a las diferencias en el\u00a0espacio intermolecular<\/strong>\u00a0para los dos estados de la materia.\u00a0En particular, el diamante tiene la mayor dureza y conductividad t\u00e9rmica de cualquier material a granel.<\/p>\n

\"conductividad<\/a><\/p>\n

Conductividad t\u00e9rmica de fluidos (l\u00edquidos y gases)<\/h2>\n

En f\u00edsica, un\u00a0fluido<\/a>\u00a0es una sustancia que se deforma (fluye) continuamente bajo un esfuerzo cortante aplicado.\u00a0Los fluidos<\/strong>\u00a0son un subconjunto de las fases de la materia e incluyen\u00a0l\u00edquidos<\/strong>\u00a0,\u00a0gases<\/strong>\u00a0, plasmas y, en cierta medida, s\u00f3lidos pl\u00e1sticos.\u00a0Debido a que el espacio intermolecular es mucho mayor y el movimiento de las mol\u00e9culas es m\u00e1s aleatorio para el estado fluido que para el estado s\u00f3lido,\u00a0el transporte de energ\u00eda t\u00e9rmica<\/strong>\u00a0es menos efectivo.\u00a0La\u00a0conductividad t\u00e9rmica<\/strong>de gases y l\u00edquidos es, por lo tanto, generalmente m\u00e1s peque\u00f1o que el de los s\u00f3lidos.\u00a0En l\u00edquidos, la conducci\u00f3n t\u00e9rmica es causada por difusi\u00f3n at\u00f3mica o molecular.\u00a0En los gases, la conducci\u00f3n t\u00e9rmica es causada por la difusi\u00f3n de mol\u00e9culas desde el nivel de energ\u00eda m\u00e1s alto al nivel m\u00e1s bajo.<\/p>\n

Conductividad t\u00e9rmica de gases<\/strong><\/p>\n

\"conductividad<\/a>El efecto de la temperatura, la presi\u00f3n y las especies qu\u00edmicas sobre la\u00a0conductividad t\u00e9rmica<\/strong>\u00a0de un gas puede explicarse en t\u00e9rminos de la\u00a0teor\u00eda cin\u00e9tica de los gases<\/strong>\u00a0.\u00a0El aire y otros gases son generalmente buenos aislantes, en ausencia de convecci\u00f3n.\u00a0Por lo tanto, muchos materiales aislantes (por ejemplo, poliestireno) funcionan simplemente al tener una gran cantidad de\u00a0bolsas llenas<\/strong>\u00a0de\u00a0gas<\/strong>\u00a0que\u00a0evitan la convecci\u00f3n a gran escala<\/strong>\u00a0.\u00a0La alternancia de la bolsa de gas y el material s\u00f3lido hace que el calor se transfiera a trav\u00e9s de muchas interfaces, lo que provoca una disminuci\u00f3n r\u00e1pida del coeficiente de transferencia de calor.<\/p>\n

La\u00a0conductividad t\u00e9rmica de los gases<\/strong>\u00a0es directamente proporcional a la densidad del gas, la velocidad molecular media, y especialmente a la\u00a0trayectoria libre media<\/strong>\u00a0de la mol\u00e9cula.\u00a0La ruta libre media tambi\u00e9n depende del di\u00e1metro de la mol\u00e9cula, con mol\u00e9culas m\u00e1s grandes con mayor probabilidad de experimentar colisiones que las mol\u00e9culas peque\u00f1as, que es la distancia promedio recorrida por un portador de energ\u00eda (una mol\u00e9cula) antes de experimentar una colisi\u00f3n.\u00a0Los gases ligeros, como el\u00a0hidr\u00f3geno<\/strong>\u00a0y el\u00a0helio,<\/strong>\u00a0suelen tener una\u00a0alta conductividad t\u00e9rmica<\/strong>\u00a0.\u00a0Los gases densos como el xen\u00f3n y el diclorodifluorometano tienen baja conductividad t\u00e9rmica.<\/p>\n

En general, la conductividad t\u00e9rmica de los gases aumenta con el aumento de la temperatura.<\/p>\n

Conductividad t\u00e9rmica de l\u00edquidos<\/strong><\/p>\n

Como se escribi\u00f3, en l\u00edquidos, la conducci\u00f3n t\u00e9rmica es causada por difusi\u00f3n at\u00f3mica o molecular, pero los mecanismos f\u00edsicos para explicar la conductividad t\u00e9rmica de los l\u00edquidos no se conocen bien.\u00a0Los l\u00edquidos tienden a tener una mejor conductividad t\u00e9rmica que los gases, y la capacidad de fluir hace que un l\u00edquido sea adecuado para eliminar el exceso de calor de los componentes mec\u00e1nicos.\u00a0El calor puede eliminarse canalizando el l\u00edquido a trav\u00e9s de un intercambiador de calor.\u00a0Los refrigerantes utilizados en los reactores nucleares incluyen agua o metales l\u00edquidos, como sodio o plomo.<\/p>\n

La conductividad t\u00e9rmica de los l\u00edquidos no met\u00e1licos generalmente disminuye al aumentar la temperatura.<\/p>\n

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Conductividad t\u00e9rmica de s\u00f3lidos<\/h2>\n

El transporte de energ\u00eda t\u00e9rmica en s\u00f3lidos puede deberse generalmente a dos efectos:<\/p>\n