Los mejores metales para conducir el calor

La conductividad térmica es el término que describe la rapidez con que un material absorbe calor de áreas de alta temperatura y lo mueve hacia áreas de menor temperatura. Los mejores metales conductores de calor tienen una alta conductividad térmica y son útiles para muchas aplicaciones, como utensilios de cocina, intercambiadores de calor y disipadores de calor. Por otro lado, los metales con una tasa más baja de transferencia de calor también son útiles cuando pueden actuar como un escudo térmico en aplicaciones que generan grandes cantidades de calor, como los motores de aviones.

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A continuación, se muestra una clasificación de los metales conductores de calor y las aleaciones de metales de menor a mayor conductividad térmica promedio, en Watts / metro-K a temperatura ambiente:

1. Acero inoxidable (16)
2. Cliente potencial (35)
3. Acero al carbono (51)
4. Hierro forjado (59)
5. Hierro (73)
6. Bronce de aluminio (76)
7. Latón de cobre (111)
8. Aluminio (237)
9. Cobre (401)
10. Plateado (429)

Acero inoxidable

Con una de las conductividades térmicas más bajas para una aleación de metal, el acero inoxidable tarda mucho más en conducir el calor lejos de una fuente que, digamos, el cobre. Esto significa que una olla hecha de acero inoxidable tardaría mucho más en calentar los alimentos que una olla con fondo de cobre (aunque el acero inoxidable tiene otros beneficios). Las turbinas de vapor y gas de las centrales eléctricas utilizan acero inoxidable debido a su resistencia al calor, entre otras propiedades. En arquitectura, el revestimiento de acero inoxidable puede resistir las altas temperaturas por más tiempo, manteniendo los edificios más frescos a la luz del sol.

Aluminio

Si bien el aluminio tiene una conductividad térmica ligeramente más baja que el cobre, es más liviano, más barato y más fácil de trabajar, lo que lo convierte en una mejor opción para muchas aplicaciones. Por ejemplo, la microelectrónica como los LED y los diodos láser utilizan diminutos disipadores de calor con aletas de aluminio que se proyectan hacia el aire. El calor generado por la electrónica se transfiere del chip al aluminio y luego al aire, ya sea de forma pasiva o con la ayuda de convección de flujo de aire forzado o un enfriador termoeléctrico.

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Cobre

El cobre tiene una conductividad térmica muy alta y es mucho más barato y más disponible que la plata, que es el mejor metal de todos para conducir el calor. El cobre es resistente a la corrosión y a la contaminación biológica, lo que lo convierte en un buen material para calentadores de agua solares, calentadores de agua a gas e intercambiadores de calor industriales, refrigeradores, acondicionadores de aire y bombas de calor.

Otros factores que afectan la conducción de calor

Al considerar los mejores metales para la conducción de calor, también debe tener en cuenta otros factores además de la conductividad térmica, que afectan la tasa de flujo de calor. Por ejemplo, la temperatura inicial del metal puede marcar una gran diferencia en su tasa de transferencia de calor. A temperatura ambiente, el hierro tiene una conductividad térmica de 73, pero a 1832 ° F, su conductividad cae a 35. Otras influencias incluyen la diferencia de temperatura a través del metal, el grosor del metal y el área de la superficie del metal.

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Datos tomados de Engineering Toolbox.