La conducción es el proceso por el cual el calor se transfiere desde el extremo más caliente al extremo más frío de un objeto.
El calor fluye espontáneamente de un cuerpo más caliente a un cuerpo más frío. Por ejemplo, el calor se conduce desde la placa calefactora de una estufa eléctrica hasta el fondo de una cacerola en contacto con ella. En ausencia de una fuente de energía de conducción externa opuesta, dentro de un cuerpo o entre cuerpos, las diferencias de temperatura decaen con el tiempo y se acerca al equilibrio térmico , la temperatura se vuelve más uniforme.
En la conducción, el flujo de calor está dentro ya través del propio cuerpo. En cambio, en la transferencia de calor por radiación térmica , la transferencia suele ser entre cuerpos, que pueden estar separados espacialmente. El calor también se puede transferir mediante una combinación de conducción y radiación. En los sólidos, la conducción está mediada por la combinación de vibraciones y colisiones de moléculas, propagación y colisiones de fonones , y difusión y colisiones de electrones libres . En gases y líquidos, la conducción se debe a las colisiones y difusión de moléculas durante su movimiento aleatorio. Los fotones en este contexto no chocan entre sí, por lo que el transporte de calor por radiación electromagnéticaes conceptualmente distinta de la conducción de calor por difusión microscópica y colisiones de partículas materiales y fonones. Pero la distinción a menudo no se observa fácilmente a menos que el material sea semitransparente.
En las ciencias de la ingeniería, la transferencia de calor incluye los procesos de radiación térmica , convección y, a veces, transferencia de masa. [ se necesita más explicación ] Por lo general, más de uno de estos procesos ocurre en una situación dada.
A escala microscópica, la conducción ocurre dentro de un cuerpo considerado estacionario; esto significa que las energías cinética y potencial del movimiento general del cuerpo se tienen en cuenta por separado. La energía interna se difunde a medida que los átomos y las moléculas que se mueven rápidamente o vibran interactúan con las partículas vecinas, transfiriendo algunas de sus energías cinéticas y potenciales microscópicas, y estas cantidades se definen en relación con la mayor parte del cuerpo considerado como estacionario. El calor se transfiere por conducción cuando los átomos o moléculas adyacentes chocan, o cuando varios electronesmoverse hacia adelante y hacia atrás de átomo a átomo de manera desorganizada para no formar una corriente eléctrica macroscópica, o como fotones que chocan y se dispersan. La conducción es el medio más importante de transferencia de calor dentro de un sólido o entre objetos sólidos en contacto térmico . La conducción es mayor [ aclaración necesaria ] en los sólidos [ aclaración necesaria ] porque la red de relaciones espaciales fijas relativamente cercanas entre los átomos ayuda a transferir energía entre ellos por vibración.
La conductancia de contacto térmico es el estudio de la conducción de calor entre cuerpos sólidos en contacto. A menudo se observa una caída de temperatura en la interfaz entre las dos superficies en contacto. Se dice que este fenómeno es el resultado de una resistencia de contacto térmico que existe entre las superficies en contacto. La resistencia térmica interfacial es una medida de la resistencia de una interfaz al flujo térmico. Esta resistencia térmica difiere de la resistencia de contacto, ya que existe incluso en interfases atómicamente perfectas. Comprender la resistencia térmica en la interfaz entre dos materiales es de importancia primordial en el estudio de sus propiedades térmicas. Las interfaces a menudo contribuyen significativamente a las propiedades observadas de los materiales.