Conductividá térmica

De Uiquipedia
Saltar a: navegación, buscar

La conductividá térmica ye la capacidá de los materiales pa dexar pasar la calor. N'otres pallabres, la conductividá térmica ye la capacidá de los elementos de tresferir el movimientu cinéticu de les sos molécules a les sos propies molécules axacentes o a otros elementos cercanos.

Cuando se calienta la materia camuda'l comportamientu del so estáu molecular, incrementándose'l so movimientu. Ye dicir, les molécules salen del so estáu d'inercia o reposu y alquieren un movimientu cinéticu provocáu pol aumentu de la temperatura.

Si a un elementu o cuerpu se-y incremente la temperatura por cualesquier mediu, dicimos que la materia caliéntase, esti calor desplázase dende la zona más caliente al puntu más alloñáu del focu calóricu, camudando la so temperatura na distancia de desplazamientu de la calor y nel tiempu que trescurre en percorrer dende'l puntu más caliente hasta'l llugar más fríu.

La inversa de la conductividá térmica ye la resistividá térmica, que ye la capacidá de los materiales pa oponese al pasu de la calor.

Ecuación de Fourier[editar | editar la fonte]

Cola conducción de la calor dende una zona haza tolos puntos interiores d'un sólidu y en cualesquier direición, demuéstrase que'l fluxu de calor ye proporcional a la variación de temperatura na mentada direición. Llamando t a la variable tiempu (segundos) y S al elementu de superficie normal a la exa X (metros cuadraos), que ye la direición considerada como referencia, resulta la espresión que vien darréu (llei de Fourier):

dQ/dt = - [K·S·(dT/dx)]


Onde la cantidá de calor absorbida o cedida denómase: Q = dQ/dt, la unidá de midida pa dQ nel SI ye'l xuliu [J] y nel Sistema Téunicu ye la caloría (cal) o la quilocaloría (kcal). Poro, la unidá de midida de Q (calor tresferida por unidá de tiempu) ye'l W=J/s.

El coeficiente de conductividá térmica de la materia ye K, y la so unidá de midida nel SI ye'l [[Vatiu por metru kelvin|W/m·K], siendo W (vatiu) la potencia tresmitida, m (metru) la unidá de llonxitú y K (kelvin) la escala de midición de la temperatura.

El gradiente térmicu (Gt) ente planos paralelos con un planu influyíu por un focu caloríficu calcúlase de la siguiente manera:

Gt = dT/dx = [k/m]

Onde dT (= ºT) ye'l componente de variación de temperatura y la so unidá de midida nel SI ye'l kelvin (K), y dx (= X) ye'l componente de variación de la llonxitú y la so unidá de midida ye'l metru (m).

Quedando la ecuación como:

Q = -K·S·Gt [W ó cal]

Si se despexa'l coeficiente de conductividá térmica, tenemos:

K = -(Q/S·Gt), [W/m·K]

El signu negativu del segundu miembru de la ecuación de Fourier indica que cuando'l gradiente de temperatura ye positivu (la temperatura amenorga cola distancia), el fluxu de calor ye haza fuera del material (negativu), ye dicir que'l material cede calor. Cuando'l gradiente de temperatura ye negativu (la temperatura aumenta cola distancia), el fluxu de calor ye haza dientro (positivu) del material, ye dicir que'l material absorbe calor.

Cada elementu na natura tien el so propiu coeficiente de conductividá térmica.