Conduzione

La conduzione è il trasporto di energia attraverso un solido (o un fluido fermo), senza spostamento di materia. Il meccanismo è microscopico: le molecole della zona calda oscillano di più e, urtando le vicine, le mettono a oscillare a loro volta. L’agitazione termica si propaga così di molecola in molecola, dal caldo verso il freddo.

Per un blocco di area $A$ e spessore $d$, con le due facce a temperature $T_1$ e $T_2$ (con $T_1 > T_2$), il flusso di calore in regime stazionario è dato dalla legge di Fourier (in versione qualitativa):

Principio — Legge di Fourier (conduzione)

$\ev{\frac{Q}{\Delta t} = k\,A\,\frac{T_1 - T_2}{d}}$ con $k$ la conducibilità termica del materiale (unità W/(m·K)).

Il flusso cresce dunque con l’area e con il salto di temperatura, e diminuisce con lo spessore: pareti spesse e di piccola area disperdono meno. Il parametro decisivo è però $k$, che spazia su quattro ordini di grandezza fra metalli e isolanti:

Materiale	$k$ (W/(m·K))
Argento	429
Rame	385
Alluminio	237
Acciaio	50
Vetro	1,0
Acqua liquida	0,6
Lana di vetro	0,04
Aria (ferma)	0,025

Metalli contro isolanti

La conducibilità di un metallo è circa $10^4$ volte quella di un buon isolante. Ecco perché una pentola metallica scotta in pochi secondi mentre una termocoperta di lana resta tiepida. E notare che l’aria ferma è uno dei migliori isolanti: è il vero segreto dei doppi vetri, dove a isolare non è il vetro ma l’intercapedine d’aria fra le lastre (vedi termocoperta contro finestra e doppio vetro).

Collegamenti

Argomenti: Termologia Concetti: Trasmissione del calore

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