Page 251 - Libro Hipertextos Fisica 1
P. 251
Componente: Procesos físicos
En los metales, los electrones de valencia, relativamente libres, que están T > T 2 e
situados cerca de la fuente de calor aumentan su energía cinética y, por 1
colisiones, la trasfieren a los electrones más cercanos a ellos. Este hecho
hace que los metales sean buenos conductores del calor. Existen muchos
sólidos que no son buenos conductores de calor, a estos sólidos se les T A
denomina aislantes térmicos. 1
Consideremos una placa de espesor e, cuyas caras son planas y su área T 2
es A. Además supongamos que la temperatura en una de sus caras, la
cara 1, es T y la temperatura en la otra cara, la cara 2, es T , donde T es
1
2
1
mayor que T (figura 7).
2
Según lo enunciado, el calor se propaga de la cara 1 a la cara 2, si DQ es la k
cantidad de calor que se propaga a través de la placa durante un intervalo
de tiempo Dt, la cantidad de calor que se transmite de una cara de la placa
a la otra por unidad de tiempo es DQ/Dt. Esta cantidad indica la rapidez dirección de propagación
con la cual se propaga el calor. La rapidez con la cual se propaga el calor del calor
es directamente proporcional al área A de las caras, lo cual significa que Figura 7. La transmisión del calor
se produce de la cara de la placa
cuanto mayor es el área a través de la cual se propaga el calor, mayor es a mayor temperatura a la placa a
la rapidez con la cual este se propaga. menor temperatura.
Por otra parte, la rapidez con la cual se propaga el calor es proporcional a
la diferencia de temperatura, T 2 T , entre las caras de la placa. Además,
1
2
la rapidez con la cual se propaga el calor y el espesor e de la placa son
inversamente proporcionales, es decir que cuanto mayor es el espesor de
la placa, menor es la rapidez con la cual se propaga el calor. De acuerdo
con estos resultados, la rapidez con la cual se propaga el calor se expresa
como:
�Q � kA ( 1 � T )
T
?
?
2
�t e
donde la constante k se llama conductividad térmica del material.
Cuando el calor se propaga a través de un sólido lo hace con mayor o con
menor rapidez, dependiendo del material del cual está constituido. Por
tanto, se dice que los sólidos a través de los cuales se propaga calor por
conducción con mayor rapidez, tienen mayor conductividad térmica.
En otras palabras, la conductividad térmica es una propiedad física de los
materiales que mide la capacidad de conducción del calor. En la tabla se
muestran algunos valores de la conductividad térmica.
El inverso de la conductividad térmica es la resistividad térmica, que es
la capacidad de los materiales para oponerse a la propagación del calor.
Por ejemplo, los termos se construyen con dos recipientes, uno dentro
del otro y se procura que prácticamente no haya aire entre ellos. Con este
diseño se logra que al depositar en él una sustancia a una determinada
temperatura, la transmisión de calor por conducción del interior hacia
el exterior sea mínima.
Tabla 8.2
Conductividad térmica de algunas sustancias
Sustancia Aluminio Cobre Plata Asbesto Losa Corcho Vacío Vidrio Pirex
cal/cm ? s ? °C 0,5 0,92 1 1,4 ? 10 23 1,6 ? 10 23 1,0 ? 10 24 0 2,6 ? 10 23
© Santillana 251
FI10-U8(242-273).indd 251 4/10/10 18:00