Transmisión de Calor (Pregunta 2 / 8) - Física Conceptual?

Question

¿Cuál es la diferencia entre un conductor y un aislante?

Answer 1

Hola, José Manuel...

De acuerdo a la segunda ley de la termodinámica, el calor pasa siempre de las regiones de mayor temperatura a las de temperatura más baja. De este modo dos objetos, aislados térmicamente con respecto a otros objetos, se aproximan gradualmente a una temperatura final común. Existen tres mecanismos para la transmisión de calor: Conducción, convección y radiación.

Cuando dos objetos a temperaturas T1 y T2 se conectan mediante una barra, la transferencia de calor entre ellos y su diferencia de temperaturas están relacionadas según la ley

dQ/dt = k A ( Tf - Ti ) / L

donde L es la longitud de la barra, A es el área de su sección transversal, y k es una constante, típica para cada material, llamada conductividad térmica (ver la tabla siguiente, tomada del Kane y Sternheim). La cantidad H=Q/t es llamada flujo de calor.

Material [W/(m K)]
Plata 420
Cobre 400
Aluminio 240
Acero 79
Hielo 1,7
Vidrio. Hormigón 0,8
Agua 0,59
Músculo animal. Grasa 0,2
Madera. Asbestos 0,08
Fieltro. Lana mineral 0,04
Aire 0,024
Vello 0,019

Mientras mayor la conductividad térmica, mejor conductor de calor es el material en consideración. Los metales son buenos conductores de calor, con del orden de 103 a 104 veces más grandes que buenos aislantes, como asbesto o lana mineral. El aire es un buen aislante. Ello explica la eficacia en evitar la transmisión de calor por conducción que tiene la ropa de lana y las ventanas con doble vidrio. En ambos casos aire separa los cuerpos. Por otra parte, los tejidos del cuerpo son buenos aislantes, por lo que la temperatura del cuerpo es relativamente uniforme. Como los tejidos del cuerpo son malos conductores, el interior del cuerpo puede mantenerse caliente incluso en un ambiente frío.

La diferencia de conductividad térmica explica, por ejemplo, porqué cuando una persona pisa una una balsosa en un baño ésta le parece fría, pero si pisa sobre una estera de lana o algo parecido, ésta le parece tibia. En realidad, baldosa y estera están a la misma temperatura, dado que la estera está en contacto con las baldosas (si no lo estuvieran, fluiría un calor Q, según la ecuación (1), hasta que sus temperaturas se hicieran iguales). Dado que la conductividad térmica de una baldosa (o del cemento, por ejemplo), es cerca de 20 veces la de la lana, en cada segundo el pié pierde unas 20 veces más calor cuando pisa la baldosa que cuando pisa la estera. Por eso se tiene la sensación de que la baldosa está fría.

Un Abrazo !

Pereirano Bacano !

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Answer 2

Pues que un conductor conduce bien el calor, y un aislante perfecto no lo conduce en absoluto.

Los aislantes perfectos no existen, de modo que se suele usar la palabra aislante para designar materiales que conducen mal el calor, pero aún así lo conducen.

Answer 3

la conductividad termica de ambos materiales, asi el aislante tiene una conductividad termica menor que un conductor