¿Qué es la conducción?

La conducción se refiere a la transferencia de energía a través del movimiento de partículas que están en contacto entre sí. En física, la palabra "conducción" se usa para describir tres tipos diferentes de comportamiento, que se definen por el tipo de energía que se transfiere:

• Conduccion de calor (o conducción térmica) es la transferencia de energía de una sustancia más cálida a una más fría a través del contacto directo, como alguien tocando el mango de una sartén de metal caliente.
• Conducción eléctrica es la transferencia de partículas cargadas eléctricamente a través de un medio, como la electricidad que viaja a través de las líneas eléctricas de su casa.
• Conducción de sonido (o conducción acústica) es la transferencia de ondas de sonido a través de un medio, como las vibraciones de la música alta que pasa a través de una pared.

Un material que proporciona buena conducción se llama conductor, mientras que un material que proporciona una mala conducción se llama aislante.

Conduccion de calor

La conducción de calor puede entenderse, a nivel atómico, como partículas que transfieren físicamente energía térmica a medida que entran en contacto físico con partículas vecinas. Esto es similar a la explicación del calor por la teoría cinética de los gases, aunque la transferencia de calor dentro de un gas o líquido generalmente se conoce como convección. La tasa de transferencia de calor a lo largo del tiempo se denomina corriente de calor, y está determinada por la conductividad térmica del material, una cantidad que indica la facilidad con que se conduce el calor dentro del material..

Por ejemplo, si una barra de hierro se calienta en un extremo, como se muestra en la imagen de arriba, el calor se entiende físicamente como la vibración de los átomos de hierro individuales dentro de las barras. Los átomos en el lado más frío de la barra vibran con menos energía. A medida que las partículas energéticas vibran, entran en contacto con átomos de hierro adyacentes e imparten parte de su energía a esos otros átomos de hierro. Con el tiempo, el extremo caliente de la barra pierde energía y el extremo frío de la barra gana energía, hasta que toda la barra tenga la misma temperatura. Este es un estado conocido como equilibrio térmico..

Sin embargo, al considerar la transferencia de calor, al ejemplo anterior le falta un punto importante: la barra de hierro no es un sistema aislado. En otras palabras, no toda la energía del átomo de hierro calentado se transfiere por conducción a los átomos de hierro adyacentes. A menos que se mantenga suspendido por un aislante en una cámara de vacío, la barra de hierro también está en contacto físico con una mesa o yunque u otro objeto, y también está en contacto con el aire a su alrededor. A medida que las partículas de aire entran en contacto con la barra, también ganarán energía y la alejarán de la barra (aunque lentamente, porque la conductividad térmica del aire inmóvil es muy pequeña). La barra también está tan caliente que brilla intensamente, lo que significa que está irradiando parte de su energía térmica en forma de luz. Esta es otra forma en que los átomos vibrantes están perdiendo energía. Si se deja sola, la barra eventualmente se enfriará y alcanzará el equilibrio térmico con el aire circundante..

Conducción eléctrica

La conducción eléctrica ocurre cuando un material permite que una corriente eléctrica pase a través de él. Si esto es posible depende de la estructura física de cómo los electrones están unidos dentro del material y qué tan fácilmente los átomos pueden liberar uno o más de sus electrones externos a los átomos vecinos. El grado en que un material inhibe la conducción de una corriente eléctrica se denomina resistencia eléctrica del material..

Ciertos materiales, cuando se enfrían a casi cero absoluto, pierden toda resistencia eléctrica y permiten que la corriente eléctrica fluya a través de ellos sin pérdida de energía. Estos materiales se llaman superconductores..

Conducción de sonido

El sonido es creado físicamente por las vibraciones, por lo que es quizás el ejemplo más obvio de conducción. Un sonido hace que los átomos dentro de un material, líquido o gas vibren y transmitan o conduzcan el sonido a través del material. Un aislante sónico es un material cuyos átomos individuales no vibran fácilmente, por lo que es ideal para su uso en la insonorización..