PROPIEDADES TÉRMICAS
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Conductividad térmica.
Capacidad térmica Volumétrica.
Difusividad térmica.
CONDUCTIVIDAD TÉRMICA
Nos da cuenta de la capacidad de un material de transmitir
energía.
 La conductividad térmica de un sólido es mayor que la de un
líquido, que a su vez es mayor que la de un gas. Esta
tendencia se debe en gran parte a las diferencias en el
espacio intermolecular.
Conductividad térmica para diversos estados de la materia.
Dependencia de la conductividad térmica de algunos sólidos con la
temperatura:
AISLANTES TÉRMICOS
Se componen de materiales de baja conductividad térmica
combinados para lograr un sistema de conductividad
térmica aún más baja. Ejemplos: los aislantes de espuma
(materiales plásticos y de vidrio), los aislantes tipo fibra.
ESTADO LÍQUIDO Y GASEOSO
Como el espacio intermolecular es mucho mayor y el
movimiento de las moléculas es más aleatorio para el estado
líquido y gaseoso, el transporte de energía es menos efectivo
que para un sólido.

La conductividad térmica de un gas aumenta con el
incremento de la temperatura y con la disminución del
peso molecular.
Figura 2.3
Conductividad térmica de
algunos gases
=ρCp
Capacidad Térmica Volumétrica, mide la capacidad de
un material para almacenar energía térmica y es igual al
producto de la densidad por el calor específico (J/m3*K).
Por esta razón se dice que los gases al tener muy
pequeñas densidades son poco adecuados para el
almacenamiento de energía térmica. Por otra parte los
sólidos y los líquidos son excelentes medios de
almacenamiento de energía.
Difusividad Térmica α
Mide la capacidad de un material para conducir energía térmica en
relación con su capacidad para almacenar energía térmica. Y se define
como:
 
k
cp
Tiene unidades de m2/s
 Materiales de alta difusividad térmica, responderán rápidamente a cambios
en su medio térmico.
 Materiales de baja difusividad térmica responderán más lentamente y
tardaran más en alcanzar una nueva condición de equilibrio
ESTADO SÓLIDO
El transporte de energía térmica se debe a la migración de los
electrones libres, ke y a la estructura cristalina, kl.
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Para metales puros de baja resistencia
eléctrica, ke es mucho mayor que kl.
Para aleaciones, que son generalmente
de alta resistencia eléctrica la contribución
de kl es importante.
Para sólidos no metálicos, k esta
determinada principalmente por kl.
k  ke  kl
Conductividad Eléctrica
La propiedad que poseen algunas sustancias de tener electrones libres, capaces de
desplazarse, se llama conductividad eléctrica.
Estos materiales serán capaces, baja la acción de fuerzas exteriores, de "conducir" la
electricidad, ya que existe una carga eléctrica (los electrones) que pueden moverse en su
interior.
Basándose en el criterio de mayor o menor conductividad, se pueden clasificar los
materiales en tres grupos:
CONDUCTORES: Son aquellos con gran número de electrones en la Banda de
Conducción, es decir, con gran facilidad para conducir la electricidad (gran conductividad).
Todos los metales son conductores, unos mejores que otros. Buenos conductores son: la
plata, el cobre, el aluminio, el estaño. Malos conductores son: el hierro,y el plomo.
AISLANTES O DIELECTRICOS: Son aquellos cuyos electrones están fuertemente ligados
al núcleo y por tanto, son incapaces de desplazarse por el interior y, consecuentemente,
conducir. Buenos aislantes son por ejemplo: la mica, la porcelana, el poliéster, el aire.
SEMICONDUCTORES: Algunas sustancias son poco conductoras, pero sus electrones
pueden saltar fácilmente de la Banda de Valencia a la de Conducción, si se les comunica
energía exterior: son los semiconductores, de gran importancia en la electrónica. Algunos
ejemplos son: el Silicio, y el Germanio.
La conducción electrónica es característica de los sólidos metálicos y de los
semiconductores. Para distinguir entre un metal y un semiconductor se utiliza
el consiguiente criterio basado en la dependencia de la conductividad eléctrica
con la temperatura.
Un conductor metálico es aquella sustancia cuya conductividad eléctrica
disminuye al aumentar la temperatura.
Un semiconductor es aquella sustancia cuya conductividad eléctrica aumenta
al hacerlo la temperatura.
Un sólido aislante es una sustancia que presenta una baja conductividad
eléctrica; sin embargo cuando su conductividad se puede medir, ésta aumenta
con la temperatura, como ocurre en los semiconductores. A todos los efectos
se pueden considerar dos comportamientos eléctricos básicos, el metálico y el
semiconductor.
Los valores típicos de la conductividad eléctrica de los metales están en el
rango de 10-105 ohm-1 cm-1 y los aislantes presentan conductividades
menores de 10-12 ohm-1 cm-1. Los semiconductores presentan
conductividades intermedias (10-5-102 ohm-1cm-1). Un superconductor es
una clase especial de material que presenta resistencia eléctrica cero por
debajo de su temperatura crítica
La figura muestra la variación de la conductividad eléctrica con la temperatura.
Siemens=ohm-1
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Parte I