Coeficiente de conductividad termica

Conductividad térmica del acero

La transferencia de calor se produce a menor velocidad en materiales de baja conductividad térmica que en materiales de alta conductividad térmica. Por ejemplo, los metales suelen tener una alta conductividad térmica y son muy eficaces en la conducción del calor, mientras que ocurre lo contrario con materiales aislantes como la lana de roca o la espuma de poliestireno. En consecuencia, los materiales de alta conductividad térmica se utilizan mucho en aplicaciones de disipación térmica, y los materiales de baja conductividad térmica se emplean como aislantes térmicos. El recíproco de la conductividad térmica se denomina resistividad térmica.

es el gradiente de temperatura. Esto se conoce como la Ley de Fourier para la conducción del calor. Aunque comúnmente se expresa como un escalar, la forma más general de la conductividad térmica es un tensor de segundo rango. Sin embargo, la descripción tensorial sólo es necesaria en materiales anisótropos.

. Una posible realización de este escenario es un edificio en un frío día de invierno: el material sólido en este caso sería la pared del edificio, que separa el frío ambiente exterior del cálido ambiente interior.

Conductividad térmica cobre

Se dan expresiones para los coeficientes de conductividad térmica y viscosidad de una mezcla parcialmente ionizada de hidrógeno y helio en función de las densidades numéricas de las partículas y de la temperatura. Estas expresiones son necesarias para los estudios de balance energético, ya que es bien sabido que, en gran parte de la atmósfera solar, la ionización está mucho menos avanzada de lo que se podría predecir a partir de la fórmula de Saha. Se discute el efecto de un campo magnético sobre la conductividad térmica. Se señala que en presencia de un campo magnético transversal, incluso para un gas casi ionizado, la conducción de calor puede deberse casi por completo a las partículas neutras. Se ofrece un ejemplo de cálculo para las condiciones físicas de una prominencia.

Fórmula de la conductividad térmica

ConclusiónLa medida de la temperatura es la energía cinética microscópica de moléculas y átomos que es capaz de transferirse a moléculas y átomos vecinos en un proceso conocido como conducción del calor. La velocidad de conducción del calor varía según los objetos y materiales. Definimos una ecuación de conducción de calor como aquella que describe el flujo de calor para un cuerpo de material de dimensiones conocidas y situado bajo una diferencia de temperatura. El coeficiente de conductividad térmica es una constante que aparece en esta ecuación. Su valor describe la facilidad con que puede producirse la transferencia de calor para distintos materiales. Además, discutimos las aplicaciones de las conductividades térmicas en la descripción de conductores y aislantes térmicos.

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Unidad de conductividad térmica

EL COEFICIENTE DE EXPANSIÓN TÉRMICA LINEAL (CTE, a, o a1) es una propiedad de los materiales que indica en qué medida se expande un material al calentarse. Las sustancias se dilatan en distinta medida. En rangos de temperatura pequeños, la dilatación térmica de objetos lineales uniformes es proporcional al cambio de temperatura. La dilatación térmica encuentra una aplicación útil en las tiras bimetálicas para la construcción de termómetros, pero puede generar tensiones internas perjudiciales cuando se calienta una pieza estructural y se mantiene a una longitud constante.

Para una discusión más detallada de la expansión térmica, incluyendo la teoría y el efecto de la simetría cristalina, se remite al lector a la Serie de Datos CINDAS sobre Propiedades de Materiales, Volúmenes 1 a 4, Expansión Térmica de Sólidos (Ref 1).

donde l0 y lf representan, respectivamente, las longitudes original y final con el cambio de temperatura de T0 aTf.    El parámetro a1 CTE y tiene unidades de temperatura recíproca (K-1) como µm / m - K o 10-6/K.

El coeficiente de dilatación térmica también se define a menudo como el aumento fraccionario de la longitud por unidad de aumento de la temperatura. La definición exacta varía en función de si se especifica a una temperatura precisa (coeficiente de dilatación térmica verdadero o a-bar o a lo largo de un intervalo de temperaturas (coeficiente de dilatación térmica medio o a). El coeficiente verdadero está relacionado con la pendiente de la tangente del gráfico de longitud frente a temperatura, mientras que el coeficiente medio se rige por la pendiente de la cuerda entre dos puntos de la curva. Pueden producirse variaciones en los valores del CTE según la definición utilizada. Cuando a es constante a lo largo del intervalo de temperaturas, entonces a= a-bar. Los programas de análisis por elementos finitos (FEA) como NASTRAN (MSC Software) requieren que se introduzca a, no a-bar.