¿Qué es un conductor térmico?

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BananaStock/BananaStock/Getty Images

Un conductor térmico es un material que conduce el calor de manera eficiente y rápida. Tal material puede ser descrito como uno que tiene una alta conductividad térmica, según "La enciclopedia de la ciencia" (Encyclopedia of science) de David Darling. Por el contrario, un material que no conduce el calor particularmente bien puede ser considerado como un aislante. Los conductores térmicos y aislantes tienen usos importantes en la vida cotidiana.

Conductividad térmica

Según el NDT Resource Center, la conductividad térmica es la propiedad intrínseca de un material que se refiere a su capacidad de conducir el calor. Cuando existe un gradiente de temperatura dentro de un material, el calor se conduce a través de él por una transferencia de energía, sin ningún movimiento del material en su conjunto. El calor se conduce a través de la transferencia de energía entre las moléculas, a lo largo de la gradiente de temperatura en el sentido de la temperatura decreciente. El calor se conduce así debido a que las temperaturas más altas equiparan mayor energía molecular y vibración y, por lo tanto, más moléculas. A medida que estas moléculas vibran y chocan, la energía se transfiere de las moléculas más energéticas a las menos enérgicas. En los conductores térmicos, este proceso se produce muy rápidamente, lo que significa que el material se calentará muy rápidamente pero, del mismo modo, irá enfriándose rápidamente a medida que el calor se va.

Ecuación de la conductividad térmica

La conductividad térmica de un material puede ser resumida con la siguiente ecuación, como ha sido demostrado por el NDT Resource Center.

λ = Q × L / (A × ΔT) Conductividad térmica= calor x distancia/ (área x gradiente de temperatura)

Intercambio de energía térmica

El intercambio de energía térmica también puede ocurrir entre conductores térmicos. La energía térmica de un material es una medida de la velocidad de sus partículas, según el Departamento de física de la Universidad de Virginia. Cuando dos materiales a diferentes temperaturas entran en contacto, las moléculas de más rápido movimiento chocan con las moléculas más lentas y la energía se intercambia y el calor se conduce. Cuando esto ocurre, las moléculas de más rápido movimiento pierden algo de energía, que es ganada por las moléculas más lentas haciéndolas acelerar, como explica el Departamento de Física de la Universidad de Virginia. Con el tiempo, se alcanza una temperatura de equilibrio en la que el material más caliente se ha enfriado y el material más frío se ha calentado, con las moléculas en cada uno a la misma velocidad.

Buenos conductores térmicos

La mayoría de los metales son buenos conductores térmicos, y por ello los objetos como radiadores y sartenes están fabricados con metales que se calientan y enfrían rápida y eficientemente. Sin embargo, los conductores térmicos más eficientes son los nanotubos de diamante y el carbono, según La enciclopedia de la ciencia. Esto es porque los nanotubos de diamante y carbono tienen fuertes lazos moleculares, organizados en un orden muy regular, lo que hace más fácil para las vibraciones moleculares viajar rápida y eficientemente a través de los materiales.