Conductivitat tèrmica

La conductivitat tèrmica (simbolitzada λ o k) és la mesura de la facilitat amb la que la calor passa a través d'un material i depèn únicament de la natura del material i no de la seva forma. Tècnicament, és la quantitat de calor que passa per unitat de temps a través d'una secció de material d'una unitat d'àrea, sotmesa a un gradient de temperatura entre les dues cares.

La conductivitat tèrmica es pot definir com la constant de proporcionalitat entre el flux de calor i observar i el gradient de temperatura que el provoca:

Conductivitat tèrmica = flux de calor / (gradient de temperatura)

o en fórmules, en el supòsit que una barra llarga d amb secció S, i que té els seus dos extrems en contacte amb dues fonts de calor a diferents temperatures:

$k=\frac{Q_{taxa} \cdot d}{S \cdot (T_2 - T_1)}$

on:

• Q_taxa és la taxa de transferència de calor o flux de calor (mesurat en watts), és a dir, la quantitat de calor que passa per unitat de temps a través de la secció S de la barra;
• D és la longitud de la barra (és a dir, la distància entre els punts a temperatura $T_1$ i $T_2$), que se suposa uniforme;
• S és l'àrea de la secció transversal de la barra, perpendicular respecte a la direcció del gradient de temperatura, és a dir, la direcció en la qual es mesura la longitud d;
• T₁ e T₂ són les temperatures en els extrems de la barra.

Unitats

En el SI d'unitats la conductivitat tèrmica es mesura en watts per metre kelvin, W/(m·K)

• el watt és una unitat de potència
• el metre és una unitat de distància
• el kelvin és una unitat de temperatura

Conductivitat tèrmica d'alguns materials

Normalment, la conductivitat tèrmica va aparellada a la conductivitat elèctrica, com per per exemple, en el cas dels metalls, que presenten un valor elevat d'amdues. Una excepció notable és la del diamant, que presenta una alta conductivitat tèrmica però una baixa conductivitat elèctrica.

Conductibilitat tèrmica d'algunes substàncies comuns

Substància	W·m-1·K-1
Diamant natural	1000 - 2200
Plata	406-407-418−427-429
Coure	353.1−368.7−385-386-390-401
Or	314-315-318
Alumini	204.3-205−214.6-220-237−249.3-250
Llautó	111
Platí	70
Quars	8
Vidre	1
Aigua destil·lada	0,6
Maó	0,8
Llana	0,05
Vermiculita	0,046
Poliestirè expandit	0,03
Aire sec (a 300 K, 100 kPa)	0,026
Aerogel de sílice	0,013 en panells al buit a la pressió de 1,7 x 10-5 atmosferes

Vegeu també

• Resistència tèrmica és la inversa de la conductància tèrmica.
• Conductància tèrmica, aplicable quan quan parlem d'una quantitat concreta de material.
• Resistivitat tèrmica és la inversa de la conductivitat tèrmica. Es mesura en kelvin metres per watt (K·m/W).
• Capacitat calorífica
• Emmagatzematge calorífic
• Propietats físiques dels cossos
• Transmitància tèrmica