La conexión:
* Electrones libres: Tanto la conductividad eléctrica como la térmica son impulsadas principalmente por la presencia de electrones libres en un material. Estos electrones no están bien unidos a los átomos y pueden moverse libremente por todo el material.
* Conductividad eléctrica: En la conducción eléctrica, los electrones libres transportan carga eléctrica cuando se aplica un voltaje, creando una corriente eléctrica.
* Conductividad térmica: En la conducción térmica, los electrones libres transportan energía térmica (calor) de regiones más calientes a regiones más frías dentro del material.
La relación:
* Los buenos conductores eléctricos suelen ser buenos conductores térmicos: Los metales como el cobre, la plata y el oro son excelentes conductores de electricidad y calor. Sus electrones altamente móviles facilitan ambos tipos de transferencia de energía.
* Los conductores eléctricos pobres suelen ser conductores térmicos pobres: Los no metales como el caucho, la madera y el vidrio son conductores pobres de electricidad y calor. Sus electrones están bien unidos y no pueden moverse fácilmente para transportar energía.
Excepciones:
* Diamante: Mientras que un excelente conductor térmico, el diamante es un conductor eléctrico pobre. Esto se debe a que sus fuertes enlaces covalentes limitan la movilidad electrónica para la conducción eléctrica, pero permiten una transferencia eficiente de vibraciones (calor).
* Algunas aleaciones: Algunas aleaciones han sido diseñadas para tener una excelente conductividad eléctrica pero mala conductividad térmica. Esto se usa en aplicaciones como elementos de calefacción donde desea generar calor, pero minimiza su pérdida en los alrededores.
En resumen:
El movimiento de los electrones libres es el factor clave que une la conductividad eléctrica y térmica. En general, los materiales que realizan bien la electricidad también realizan bien el calor y viceversa. Sin embargo, existen algunas excepciones debido a estructuras atómicas específicas y características de enlace.
