¿Qué es la conducción térmica?

La conducción térmica se refiere a la transferencia de energía térmica debido a que un objeto tiene temperaturas diferentes. Para que la energía térmica se transfiera mediante conducción, no debe haber movimiento del objeto en su conjunto. La energía térmica siempre pasa de la de mayor concentración a la de menor concentración, es decir, de caliente a frío. Por lo tanto, si una parte de un objeto está caliente, el calor se transferirá por conducción térmica a la parte más fría de ese objeto. La conducción térmica también tendrá lugar si dos objetos diferentes de diferentes temperaturas se tocan entre sí.

Las partículas, como los átomos y las moléculas, de un objeto con alta energía térmica se moverán más rápido que el de un objeto con baja energía térmica. Cuando las partículas se calientan, pueden moverse y chocar entre sí, transfiriendo energía. En el caso de muchos sólidos, las partículas vibran más rápido, haciendo que las partículas circundantes vibren. Cuando se transfiere energía térmica, las partículas que se mueven más rápido se ralentizarán y, por lo tanto, se volverán más frías, y las partículas que se muevan más lentamente se moverán más rápido y se calentarán. Esto continuará hasta que el objeto alcance el equilibrio térmico.

Un ejemplo de conducción térmica es una olla de metal en la estufa. Las partículas de la fuente de calor se moverán y transferirán energía térmica a las partículas del metal, haciendo que se muevan más rápido. A medida que las partículas en la olla se mueven más rápido, la olla se calienta. Además, las partículas en la olla transferirán su calor a la comida o al líquido dentro de la olla. Esto permite que la comida se cocine o que el líquido hierva.

La velocidad con la que un objeto transfiere calor a través de la conducción se llama conductividad térmica. Un objeto con baja conductividad transferirá calor más lentamente que un objeto con alta conductividad. Es por eso que algunas sustancias se usan como aislantes, mientras que otras se usan en aplicaciones como la cocina. En general, los sólidos son mejores conductores de calor que los líquidos y los gases. Además, los metales suelen ser mejores conductores térmicos que las sustancias no metálicas.

La conducción térmica causada por los electrones en movimiento es más eficiente que la conducción causada por la vibración. La razón por la cual los metales son tan buenos conductores de calor y electricidad es porque tienen muchos electrones que pueden moverse. Sin embargo, los electrones generalmente no van muy lejos cuando conducen energía térmica, sino que chocan y transfieren energía térmica a otros electrones cercanos que luego pueden colisionar y transferir energía térmica a otros electrones cercanos a ellos. El resultado es un método eficiente de transferencia de energía que le da a dichas sustancias una alta conductividad térmica.