Coeficiente de conductividad termica

Coeficiente de emisividad

La transferencia de calor se produce a una velocidad menor en los materiales de baja conductividad térmica que en los materiales de alta conductividad térmica. Por ejemplo, los metales suelen tener una alta conductividad térmica y son muy eficaces en la conducción del calor, mientras que ocurre lo contrario con los materiales aislantes como la espuma de poliestireno. En consecuencia, los materiales de alta conductividad térmica se utilizan ampliamente en aplicaciones de disipación de calor, y los materiales de baja conductividad térmica se utilizan como aislamiento térmico. El recíproco de la conductividad térmica se llama resistividad térmica.

es el gradiente de temperatura. Esto se conoce como la Ley de Fourier para la conducción de calor. Aunque comúnmente se expresa como un escalar, la forma más general de la conductividad térmica es un tensor de segundo rango. Sin embargo, la descripción tensorial sólo se hace necesaria en los materiales que son anisótropos.

. Una posible realización de este escenario es un edificio en un frío día de invierno: el material sólido en este caso sería la pared del edificio, que separa el frío ambiente exterior del cálido ambiente interior.

Conductividad térmica del aire

La transferencia de calor se produce a una velocidad menor en los materiales de baja conductividad térmica que en los materiales de alta conductividad térmica. Por ejemplo, los metales suelen tener una alta conductividad térmica y son muy eficaces en la conducción del calor, mientras que ocurre lo contrario con los materiales aislantes como la espuma de poliestireno. En consecuencia, los materiales de alta conductividad térmica se utilizan ampliamente en aplicaciones de disipación de calor, y los materiales de baja conductividad térmica se utilizan como aislamiento térmico. El recíproco de la conductividad térmica se llama resistividad térmica.

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es el gradiente de temperatura. Esto se conoce como la Ley de Fourier para la conducción de calor. Aunque comúnmente se expresa como un escalar, la forma más general de la conductividad térmica es un tensor de segundo rango. Sin embargo, la descripción tensorial sólo se hace necesaria en los materiales que son anisótropos.

. Una posible realización de este escenario es un edificio en un frío día de invierno: el material sólido en este caso sería la pared del edificio, que separa el frío ambiente exterior del cálido ambiente interior.

Fórmula del coeficiente de conductividad térmica

EL COEFICIENTE DE EXPANSIÓN TÉRMICA LINEAL (CTE, a, o a1) es una propiedad de los materiales que indica el grado de expansión de un material al calentarse. Diferentes sustancias se expanden en diferentes cantidades. En rangos de temperatura pequeños, la expansión térmica de los objetos lineales uniformes es proporcional al cambio de temperatura. La dilatación térmica encuentra una aplicación útil en las tiras bimetálicas para la construcción de termómetros, pero puede generar una tensión interna perjudicial cuando se calienta una pieza estructural y se mantiene a una longitud constante.

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Para una discusión más detallada de la expansión térmica, incluyendo la teoría y el efecto de la simetría del cristal, se remite al lector a la Serie de Datos del CINDAS sobre Propiedades de los Materiales, Volúmenes 1 a 4, Expansión Térmica de los Sólidos (Ref 1).

donde l0 y lf representan, respectivamente, las longitudes original y final con el cambio de temperatura de T0 aTf.    El parámetro a1 CTE y tiene unidades de temperatura recíproca (K-1) como µm/m – K o 10-6/K.

El coeficiente de dilatación térmica también suele definirse como el aumento fraccionario de la longitud por unidad de aumento de la temperatura. La definición exacta varía en función de si se especifica a una temperatura precisa (coeficiente de dilatación térmica verdadero o a) o en un intervalo de temperaturas (coeficiente de dilatación térmica medio o a). El coeficiente verdadero está relacionado con la pendiente de la tangente del gráfico de longitud frente a la temperatura, mientras que el coeficiente medio se rige por la pendiente de la cuerda entre dos puntos de la curva. Los valores del CTE pueden variar según la definición utilizada. Cuando a es constante a lo largo del intervalo de temperaturas, entonces a= a-bar. Los programas de análisis por elementos finitos (FEA) como NASTRAN (MSC Software) requieren que se introduzca a, no a-bar.

El coeficiente de conductividad térmica depende de

La transferencia de calor se produce a un ritmo menor en los materiales de baja conductividad térmica que en los materiales de alta conductividad térmica. Por ejemplo, los metales suelen tener una alta conductividad térmica y son muy eficaces en la conducción del calor, mientras que ocurre lo contrario con los materiales aislantes como la espuma de poliestireno. En consecuencia, los materiales de alta conductividad térmica se utilizan ampliamente en aplicaciones de disipación de calor, y los materiales de baja conductividad térmica se utilizan como aislamiento térmico. El recíproco de la conductividad térmica se llama resistividad térmica.

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es el gradiente de temperatura. Esto se conoce como la Ley de Fourier para la conducción de calor. Aunque comúnmente se expresa como un escalar, la forma más general de la conductividad térmica es un tensor de segundo rango. Sin embargo, la descripción tensorial sólo se hace necesaria en los materiales que son anisótropos.

. Una posible realización de este escenario es un edificio en un frío día de invierno: el material sólido en este caso sería la pared del edificio, que separa el frío ambiente exterior del cálido ambiente interior.