Conductividad y Difusividad Térmica

Conductividad Térmica

La conductividad térmica (k) es la medida de capacidad que tiene un cuerpo para conducir calor y sus unidades son W/m.°C. Por lo tanto se puede decir que la conductividad térmica de un material es la razón de transferencia de calor a través del espesor de un material, por unidad de área y por unidad de diferencia de temperatura. Donde un valor alto de conductividad térmica indica que el material es buen conductor, mientras que un valor bajo indica que es un mal conductor llamado aislante.

La Conductividad Térmica para los gases, se la explica por medio de la energía cinética de sus partículas, ya que esto se debe a los movimientos de traslación, vibración y rotación de los mismos. Entre mas alta es la temperatura, mas rápidos se mueven las partículas de los gases, mayor es el número de colisiones y mejor es la transferencia de calor. La teoría cinética de los gases establece como la conductividad térmica de los gases es proporcional a la raíz cuadrada de la temperatura termodinámica T e inversamente proporcional a la raíz cuadrada de la masa molar M. Por lo tanto la conductividad térmica de los gases crece con el aumento de la temperatura y la disminución de la masa molar.

La Conductividad Térmica de los líquidos se complica porque sus moléculas están mas cerca entre sí y ejercen un campo de fuerza intermolecular más intenso. Entonces el valor de la conductividad térmica de los líquidos se encuentra entre el valor de lo sólidos y los gases. A diferencia de los gases la conductividad térmica de los líquidos decrecen con el aumento de la temperatura y la masa molar.

La Conductividad Térmica de los sólidos se debe a dos efectos: El Primero por la vibración de la retícula el cual es inducido por los movimientos de vibración de las moléculas, colocadas en posiciones mas o menos fijas de una manera periódica conocida como red cristalina. La Segunda se debe a la energía transportada por medio del flujo libre de electrones en el sólido. Donde la conductividad térmica del sólido es igual a la suma de estos dos efectos.

Difusividad Térmica

La difusividad térmica es otra propiedad calorífica de los materiales, se los conoce con la letra alfa y representa a cuan rápido se difunde el calor por un material. Su fórmula es:

Si alfa es mayor, más rápido ocurre la propagación del calor hacia el medio, si alfa es menor significa que en su mayor parte el calor es almacenado por el material y una pequeña cantidad de ese calor será conducido todavía mas rápido.