Cos'è conduttività termica?

Conduttività Termica

La conduttività termica è una proprietà fisica di un materiale che descrive la sua capacità di condurre il calore. È definita come la quantità di calore (Q) trasferita attraverso un'area (A) di un materiale di spessore (Δx) per gradiente di temperatura (ΔT) nel tempo (Δt).

Matematicamente, la conduttività termica (k) è espressa dalla legge di Fourier della conduzione del calore:

Q = -k * A * (ΔT/Δx) * Δt

Dove:

• Q è la quantità di calore trasferita (in Joule o BTU)
• k è la conduttività termica del materiale (in W/(m·K) o BTU/(h·ft·°F))
• A è l'area della superficie attraverso cui il calore viene trasferito (in m² o ft²)
• ΔT è la differenza di temperatura tra le due estremità del materiale (in Kelvin o °F)
• Δx è lo spessore del materiale (in metri o piedi)
• Δt è il tempo durante il quale il calore viene trasferito (in secondi o ore)

Il segno meno indica che il calore fluisce dalla regione a temperatura più alta a quella a temperatura più bassa.

Fattori che influenzano la conduttività termica:

• Tipo di materiale: I metalli tendono ad avere conduttività termica molto più alta rispetto ai non metalli, ai liquidi e ai gas. Questo è dovuto alla presenza di elettroni liberi nei metalli che facilitano il trasporto di energia termica. Vedi: https://it.wikiwhat.page/kavramlar/tipi%20di%20materiale
• Temperatura: La conduttività termica può variare con la temperatura. Nei metalli, la conduttività termica generalmente diminuisce con l'aumentare della temperatura, mentre nei non metalli può aumentare. Vedi: https://it.wikiwhat.page/kavramlar/temperatura
• Densità: Materiali più densi tendono ad avere una maggiore conduttività termica rispetto a materiali meno densi. Vedi: https://it.wikiwhat.page/kavramlar/densità
• Umidità: La presenza di umidità può influenzare la conduttività termica di alcuni materiali, come il legno e i materiali isolanti. Vedi: https://it.wikiwhat.page/kavramlar/umidità
• Struttura cristallina: La struttura cristallina di un materiale può influenzare la sua conduttività termica. I materiali cristallini con una struttura ben ordinata tendono ad avere una conduttività termica più elevata rispetto ai materiali amorfi. Vedi: https://it.wikiwhat.page/kavramlar/struttura%20cristallina

Applicazioni:

La conduttività termica è una proprietà importante in molte applicazioni ingegneristiche, tra cui:

• Isolamento termico: Materiali con bassa conduttività termica vengono utilizzati per isolare edifici e attrezzature per ridurre la perdita o il guadagno di calore. Vedi: https://it.wikiwhat.page/kavramlar/isolamento%20termico
• Trasferimento di calore: Materiali con alta conduttività termica vengono utilizzati in scambiatori di calore e dissipatori di calore per facilitare il trasferimento efficiente di calore. Vedi: https://it.wikiwhat.page/kavramlar/trasferimento%20di%20calore
• Elettronica: La gestione termica è fondamentale nell'elettronica per evitare il surriscaldamento dei componenti. Materiali con alta conduttività termica vengono utilizzati per dissipare il calore generato dai chip. Vedi: https://it.wikiwhat.page/kavramlar/elettronica
• Materiali da costruzione: La conduttività termica dei materiali da costruzione influisce sul comfort termico di un edificio e sul suo consumo energetico. Vedi: https://it.wikiwhat.page/kavramlar/materiali%20da%20costruzione