Entra en una habitación en la que encuentras una barra de acero y un palo de madera, toca a ambos y encontrarás que la barra de acero se siente más fría. a primera vista, esto no tiene sentido porque tanto la barra como el palo están en la misma habitación, por lo que deben estar a la misma temperatura. sin embargo, tenga en cuenta las conductividades térmicas de los dos materiales, y el fenómeno no parece tan misterioso. el acero conduce el calor de tus dedos unas 500 veces más rápido que la madera. por cierto, si colocas la barra y te pones al sol, notarás que el acero se calienta demasiado rápidamente mientras que la madera no lo hace. La diferencia en sus conductividades térmicas vuelve a ser responsable.
Los dedos interpretan la pérdida de calor como frialdad.
cuando toca un objeto que está a una temperatura más baja que sus dedos, el objeto se siente frío porque el calor pasa a través de sus dedos hacia el objeto, no porque la frialdad entre en su cuerpo. el flujo de energía es siempre del objeto más caliente al más frío. Esto es cierto incluso para los acondicionadores de aire. No suministran aire frío. en cambio, extraen calor del aire que circula alrededor de los serpentines evaporativos. cuanto mayor es la velocidad de transferencia de calor, más frío se siente un objeto.
Cada material tiene una conductividad térmica característica.
Las moléculas en un material a alta temperatura tienen más energía cinética que aquellas en un material a baja temperatura, y cuando los materiales se tocan, el cuerpo a una temperatura más alta pierde energía en forma de calor. esto se denomina conductancia térmica, y la velocidad a la que ocurre es proporcional al área de la sección transversal y la diferencia de temperatura e inversamente proporcional al espesor del material. también es proporcional a una constante llamada conductividad térmica (k), que es característica de cada material.
los científicos han medido y tabulado las conductividades térmicas para la mayoría de los materiales cotidianos. en el sistema de medición mks, se expresan en vatios / metro-grados kelvin (w / mk). también puede encontrarlos expresados en otras unidades, como btu / (hr⋅ft 2 ⋅f) (unidades térmicas británicas / hora-grado-grados Fahrenheit).
La conductividad térmica está relacionada con la conductividad eléctrica. La mayoría de los materiales que conducen bien el calor también conducen la electricidad igualmente bien, y los aislantes térmicos también son buenos aislantes eléctricos. la excepción es el diamante, que tiene una conductividad térmica más alta que cualquier metal pero, debido a su densa estructura de celosía, no conduce la electricidad.
Conductividad térmica del acero y la madera.
La conductividad térmica del acero es de 50.2 w / mk, y la de la madera es de entre 0.12 y 0.04 w / mk, dependiendo de la especie de madera, así como su densidad y contenido de humedad. incluso la barra de madera más conductora del calor transfiere el calor unas 500 veces más lentamente que el acero. esta lenta tasa de transferencia de calor hace que la madera sea un buen aislante térmico, hasta allí con ladrillos aislantes y comparable a la lana de roca y el aislamiento de fibra de vidrio.