{"id":684,"date":"2020-04-23T12:41:33","date_gmt":"2020-04-23T16:41:33","guid":{"rendered":"https:\/\/thermtest.com\/latinamerica\/?p=684"},"modified":"2024-09-16T16:30:38","modified_gmt":"2024-09-16T16:30:38","slug":"materiales-termicamente-conductores-y-aplicaciones-comunes","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/thermtest.com\/latinamerica\/materiales-termicamente-conductores-y-aplicaciones-comunes","title":{"rendered":"Materiales t\u00e9rmicamente conductores y aplicaciones comunes"},"content":{"rendered":"\t\t
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Que es la Conductividad T\u00e9rmica<\/h2>

La conductividad t\u00e9rmica<\/a> de un material o elemento, es una propiedad definitoria que ayuda en el desarrollo de tecnolog\u00edas eficaces de calefacci\u00f3n\/enfriamiento. El valor de la conductividad t\u00e9rmica puede determinarse midiendo la velocidad a la cual el calor atraviesa un material. Este valor se expresa en Watts por minuto por grado Kelvin W\/m\u2022K siguiendo la S.I. (Sistema Internacional) . Materiales con alta conductividad podr\u00e1n transmitir efectivamente el calor , mientras que materiales con baja conductividad t\u00e9rmica no lo har\u00e1n tan f\u00e1cilamente y son lentos en tomar el calor de su entorno. <\/p>

Factores que influencian la Conductividad T\u00e9rmica<\/h2>

Numerosas propiedades qu\u00edmicas y f\u00edsicas de un element o material pueden influenciar su conductividad t\u00e9rmica. En general , materiales de composici\u00f3n qu\u00edmica y estructura molecular simple poseen una alta conductividad t\u00e9rmica. Una caracter\u00edstica muy com\u00fan que puede influenciar en el valor de la conductividad t\u00e9rmica de un material, es su porosidad. El aire tiene una conductividad t\u00e9rmica 0.02 W\/m\u2022K a temperatura ambiente (20-25\u00b0C). Este valor es considerablemente bajo respecto a la mayor\u00eda de los materiales s\u00f3lidos. Cuando el aire es atrapado en los poros de una sustancia puede disminuir la velocidad a la cual el calor puede pasar en forma efectiva a trav\u00e9s de ellos. El tama\u00f1o del poro , su distribuci\u00f3n , forma y conectividad , todos influencian en la porosidad de un material. Una porosidad elevada disminuir\u00e1 la conductividad t\u00e9rmica. Otros factores externos que pueden impactar en la conductividad t\u00e9rmica, es la humedad y la direcci\u00f3n del flujo de calor. El agua y el hielo tienen una mayor conductividad t\u00e9rmica que el aire. Si un material es expuesto a un ambiente h\u00famedo , esta puede potencialmente ser absorbida y consecuentemente incrementara el valor de la conductividad t\u00e9rmica. La estructura molecular de un material tambi\u00e9n puede potencialmente restringir el flujo de calor. La madera es un ejemplo de material que tiene un estructura molecular compuesta por fibras rectas. El flujo de calor a trav\u00e9s de la madera se mueve en un direcci\u00f3n constante siguiendo el camino que proveen las fibras . Si el calor fluye en contra de las fibras , se encontrar\u00e1 con una gran resistencia. Esta resistencia pueden limitar la efectiva transferencia del calor , disminuyendo la conductividad t\u00e9rmica del material.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\"Porosidad\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t
Figura 1:<\/b> Porosidad expuesta de una muestra de roca<\/figcaption>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/figure>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Conductividad T\u00e9rmica de Materiales y Aplicaciones Modernas<\/h2>

1. Diamantes<\/h3>

Actualmente, el diamante es material conductor t\u00e9rmico m\u00e1s eficaz conocido por el hombre. La conductividad t\u00e9rmica de un diamante puede alcanzar hasta 2000 – 2200 W\/m\u2022K cuando se mide a temperatura ambiente (20-25 \u00b0 C). Este valor de conductividad t\u00e9rmica es casi 5 veces mayor que la plata, que tiene el segundo valor de conductividad m\u00e1s alto. El diamante se usa com\u00fanmente en la electr\u00f3nica para disipaci\u00f3n eficaz del calor , para proteger los dispositivos sensibles del sobrecalentamiento. Sus altos valores de conductividad t\u00e9rmica tambi\u00e9n se pueden utilizar para detectar la autenticidad de los diamantes en las joyas.<\/p>

2. Silver<\/h3>

Esta propiedad de la plata ha contribuido al uso generalizado del metal. La pasta de plata es un ejemplo de un producto manufacturado de plata que tiene una demanda en constante aumento. La pasta de plata se usa con frecuencia en la producci\u00f3n de celdas fotovolicas, un componente importante de los paneles solares.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\"Gr\u00e1fico\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t
Figure 2.<\/b> Gr\u00e1fico circular que muestra los usos de la plata en los Estados Unidos de Am\u00e9rica. Fuente: https:\/\/geology.com\/articles\/uses-of-silver\/<\/figcaption>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/figure>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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3. Cobre , Oro y Aluminio<\/h3>

El cobre es el material con la tercera conductividad t\u00e9rmica m\u00e1s alta y tambi\u00e9n es el metal m\u00e1s popular para la fabricaci\u00f3n de tecnolog\u00edas de conducci\u00f3n. El cobre es un material extremadamente efectivo para minimizar la p\u00e9rdida de energ\u00eda durante la transferencia de calor. El cobre tiene un alto punto de fusi\u00f3n y una velocidad de corrosi\u00f3n lenta. Sartenes, tuber\u00edas de agua caliente y disipadores de calor electr\u00f3nicos son ejemplos de electrodom\u00e9sticos donde se utilizan las propiedades de conductividad t\u00e9rmica del cobre.<\/p>

El oro tiene propiedades conductoras similares al cobre, pero es escaso y muy costoso de obtener. El oro no se opaca tan r\u00e1pido como el cobre y la plata, por lo que a menudo se usa en contactos el\u00e9ctricos y conectores debido a su fuerte resistencia al desgaste. El aluminio es otro metal con un elevado valor de conductividad t\u00e9rmica. El aluminio tiene un punto de fusi\u00f3n relativamente bajo en comparaci\u00f3n con otros metales y a menudo se utiliza como una alternativa m\u00e1s econ\u00f3mica que el cobre. Las mezclas de cobre y aluminio se fabrican con frecuencia para aprovechar las caracter\u00edsticas qu\u00edmicas y f\u00edsicas de ambos metales y minimizar los gastos de producci\u00f3n.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\"Atomo\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t
Figure 3:<\/b> Estructura de red del Atomo de Cobre. fuente: http:\/\/stuartparkinson.com\/electronics-the-very-basics\/<\/figcaption>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/figure>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Ranking de los 10 materiales conductores<\/h2>

Table 1: Top 10 de materiales conductores t\u00e9rmicos y los valores de su conductividad medidos en W\/m\u2022K a temperature ambiente (20-25\u00b0C).<\/p>
Material<\/th>Thermal Conductivity W\/m\u2022K at (20-25\u00b0C)<\/th><\/tr><\/thead>
Diamond<\/td>2000-2200<\/td><\/tr>
Silver<\/td>429<\/td><\/tr>
Copper<\/td>398<\/td><\/tr>
Gold<\/td>315<\/td><\/tr>
Aluminum Nitride<\/td>320<\/td><\/tr>
Silicon Carbide<\/td>270<\/td><\/tr>
Aluminum<\/td>247<\/td><\/tr>
Tungsten<\/td>173<\/td><\/tr>
Graphite<\/td>168<\/td><\/tr>
Zinc<\/td>116<\/td><\/tr><\/tbody><\/table>

La Mec\u00e1nica detras de la Conductividad T\u00e9rmica<\/h2>

La conductividad t\u00e9rmica es una caracter\u00edstica importante de los minerales y elementos que son fundamentales y se utilizan en la ingenier\u00eda de innumerables tecnolog\u00edas y herramientas. Seleccionar un material con el valor de conductividad adecuado puede aumentar la eficiencia del producto y ahorrar energ\u00eda y dinero. Los conductores t\u00e9rmicos m\u00e1s excepcionales son los metales debido a su disposici\u00f3n electr\u00f3nica interna. Los iones met\u00e1licos est\u00e1n apretados en forma de red (figura 3). Estos iones vibran constantemente, lo que genera calor. La estructura molecular de los metales tambi\u00e9n incluye electrones libres. Estos electrones deslocalizados transportan grandes cantidades de energ\u00eda a medida que se mueven a trav\u00e9s de la red. A medida que estos electrones colisionan con la red troncal, excitan la estructura i\u00f3nica y hacen que vibre m\u00e1s r\u00e1pidamente. El aumento de la vibraci\u00f3n de la red comienza a generar m\u00e1s calor. Debido al movimiento de los electrones libres presentes en el metal, el calor generado por la vibraci\u00f3n i\u00f3nica puede transferirse a trav\u00e9s de la sustancia de manera m\u00e1s eficiente.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Figure 4:<\/b> Diagrama de Lewis mostrando la disposici\u00f3n de los atomos de carbon en un atomo de diamante. Fuente : http:\/\/sciencesolve.blogspot.com\/2015\/09\/diamond-structure.html<\/figcaption>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/figure>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Conclusi\u00f3n<\/h2>

Como establece la primera ley de la din\u00e1mica t\u00e9rmica, la energ\u00eda no se puede crear ni destruir. La energ\u00eda (calor) solo se puede transferir. La transferencia de calor efectiva requiere conductores t\u00e9rmicos eficientes. Los materiales con altas conductividades t\u00e9rmicas son cruciales en la ingenier\u00eda y el desarrollo de innumerables dispositivos y dispositivos electr\u00f3nicos de transferencia de calor. Cada conductor t\u00e9rmico tiene propiedades qu\u00edmicas y f\u00edsicas \u00fanicas que permiten que las propiedades de calentamiento se utilicen de forma beneficiosa.<\/p>

Referencias<\/h2>

Irimia R, Gottschling M (2016) Taxonomic revision of Rochefortia Sw. (Ehretiaceae, Boraginales). Biodiversity Data Journal 4: E7720.(n.d.). doi:10.3897\/bdj.4.e7720<\/a>.<\/p>

The Many Uses of Silver. (n.d.). Retrieved from https:\/\/geology.com\/articles\/uses-of-silver\/<\/a><\/p>

(n.d.). Retrieved from https:\/\/www.cs.mcgill.ca\/~rwest\/wikispeedia\/wpcd\/wp\/m\/Material_properties_of_diamond.htm<\/p>

Copper Properties and Applications – electrical, thermal, corrosion resistance, alloying and more. (n.d.). Retrieved from https:\/\/copperalliance.org.uk\/knowledge-base\/education\/education-resources\/copper-properties-applications\/<\/a><\/p>

Diamond Structure. (1970, January 01). Retrieved from http:\/\/sciencesolve.blogspot.com\/2015\/09\/diamond-structure.html<\/a><\/p>

Electronics: The Very Basics. (2015, April 21). Retrieved from http:\/\/stuartparkinson.com\/electronics-the-very-basics\/<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Que es la Conductividad T\u00e9rmica La conductividad t\u00e9rmica de un material o elemento, es una propiedad definitoria que ayuda en el desarrollo de tecnolog\u00edas eficaces de calefacci\u00f3n\/enfriamiento. El valor de la conductividad t\u00e9rmica puede determinarse midiendo la velocidad a la cual el calor atraviesa un material. 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