Conductividad térmica de materiales comunes
Conductividad térmica de materiales comunes — sólidos, líquidos y gases.
Resumen
La conductividad térmica (k) cuantifica la capacidad de un material para conducir calor. Se define como la cantidad de calor transmitida a través de un espesor unitario, en una dirección normal a una superficie de área unitaria, debido a un gradiente de temperatura unitario en condiciones de estado estacionario.
Unidades: W/(m·K) en SI; Btu/(hr·ft·°F) en Imperial.
Conversión de unidades: 1 W/(m·K) = 0.5779 Btu/(hr·ft·°F) = 0.85984 kcal/(h·m·°C)
Preservación del Texto Fuente Original
La fuente define la conductividad térmica como una propiedad del material y como la transferencia de calor a través de un espesor unitario, normal a un área unitaria, para un gradiente de temperatura unitario. También identifica los símbolos comunes k, λ, y κ, con unidades W/(m K), J/(s m K), Btu/(hr ft °F), Btu in/(hr ft² °F), y kcal/(h m °C).
La fuente señala que la temperatura y la presión influyen en la conductividad térmica, especialmente para fluidos y gases. También marca los productos que contienen asbestos con una advertencia de salud; la tabla restaurada retiene las filas de asbestos para completitud histórica de datos, mientras que las notas de seguridad a continuación indican que las fibras de asbestos son peligrosas y requieren controles calificados.
Fórmulas Clave
Ley de Fourier de la Conducción del Calor
Flujo de calor conductivo en estado estacionario a través de una pared plana o una losa.
Diferencia de Temperatura
Donde T₁ es la temperatura del lado caliente y T₂ es la temperatura del lado frío.
Variables
| Símbolo | Descripción | Unidad |
|---|---|---|
| q/A | Heat flux (heat transfer per unit area) | W/m² |
| k | Thermal conductivity | W/(m·K) |
| ΔT | Temperature difference across material | °C |
| L | Material thickness | m |
Conductividades Térmicas Comunes de Materiales
Esta tabla seleccionada a 25 °C es un resumen derivado para una exploración rápida. La tabla original completa, incluyendo columnas específicas de temperatura a 25 °C, 125 °C y 225 °C donde estén disponibles, se conserva a continuación.
Material | Conductividad Térmica (W/(m·K)) | Category |
|---|---|---|
| Diamond | 1000 | Crystal |
| Copper | 401 | Metal |
| Aluminum | 215 | Metal |
| Latón de Aluminio | 121 | Alloy |
| Hierro (forjado) | 80 | Metal |
| Acero inoxidable | 17 | Alloy |
| Óxido de aluminio | 30 | Ceramic |
| Agate | 10.9 | Mineral |
| Glass | 1.05 | Amorphous |
| Acrylic | 0.2 | Polymer |
| Acetals | 0.23 | Polymer |
| Agua (líquido) | 0.606 | Liquid |
| Acetone | 0.16 | Liquid |
| Air | 0.0262 | Gas |
| Amoníaco (gas) | 0.0249 | Gas |
Fuente: engineeringtoolbox.com
Calculadora de Conducción
La calculadora a continuación es una mejora de migración basada en la ley de Fourier del texto fuente; no se presenta como una calculadora original de Engineering ToolBox.
Flujo de Calor Conductivo (Pared Plana)
Ejemplo: Olla de Aluminio vs. Acero Inoxidable
Con una diferencia de temperatura de 20 °C a través de una pared de 5 mm:
- Aluminio (k = 215 W/(m·K)): q/A ≈ 860,000 W/m²
- Acero inoxidable (k = 17 W/(m·K)): q/A ≈ 68,000 W/m²
El aluminio conduce aproximadamente 12–13 veces más calor que el acero inoxidable, por lo que los utensilios de cocina de aluminio se calientan más rápido y de manera más uniforme.
Notas de Seguridad sobre Temperatura, Presión y Asbesto de la Fuente
Los valores de conductividad térmica varían con la temperatura y la presión. La página fuente específicamente señala que esto es importante para fluidos y gases como aire, amoníaco, dióxido de carbono y agua; utilice datos específicos de temperatura y presión cuando un proyecto dependa de cálculos precisos de transferencia de calor.
Véase también las variaciones de conductividad térmica con la temperatura y la presión, para: Aire, Amoníaco, Dióxido de Carbono y Agua.
Nota de seguridad sobre el asbesto. La fuente también señala el asbesto como un riesgo para la salud. Los aislamientos y tableros que contienen asbesto pueden tener valores útiles de conductividad térmica, pero las fibras de asbesto son peligrosas cuando se inhalan y se asocian con enfermedades pulmonares graves y cáncer. No corte, perfore, retire ni especifique productos de asbesto sin procedimientos de mitigación calificados y controles regulatorios aplicables.
Tablas de Fuentes Originales Restauradas
Las siguientes tablas se restauran de la página de fuente original para preservar los datos de referencia completos.
Conductividades Térmicas de Materiales y Productos Comunes
La tabla de fuente restaurada utiliza tres columnas de conductividad específicas por temperatura: 25 °C (77 °F), 125 °C (257 °F), y 225 °C (437 °F). Las celdas en blanco significan que la fuente original no proporcionó un valor para ese material a esa temperatura.
Material / sustancia | Conductividad térmica a 25 °C (77 °F) (W/(m K)) | Conductividad térmica a 125 °C (257 °F) (W/(m K)) | Conductividad térmica a 225 °C (437 °F) (W/(m K)) |
|---|---|---|---|
| Acetals | 0.23 | — | — |
| Acetals | 0.23 | — | — |
| Acetone | 0.16 | — | — |
| Acetileno (gas) | 0.018 | — | — |
| Acrylic | 0.2 | — | — |
| Aire, atmósfera (gas) | 0.0262 | 0.0333 | 0.0398 |
| Aire, elevación 10000 m | 0.02 | — | — |
| Agate | 10.9 | — | — |
| Alcohol | 0.17 | — | — |
| Alumina | 36 | 26 | — |
| Aluminum | — | — | — |
| Latón de aluminio | 121 | — | — |
| Óxido de aluminio | 30 | — | — |
| Amoniaco (gas) | 0.0249 | 0.0369 | 0.0528 |
| Antimony | 18.5 | — | — |
| Manzana (85.6% de humedad) | 0.39 | — | — |
| Argón (gas) | 0.016 | — | — |
| Arsenic | 50 | — | — |
| Tablero de asbesto-cemento1) | 0.744 | — | — |
| Láminas de amianto-cemento1) | 0.166 | — | — |
| Amianto-cemento1) | 2.07 | — | — |
| Amianto a granel1) | 0.15 | — | — |
| Cartón de amianto1) | 0.14 | — | — |
| Asphalt | 0.75 | — | — |
| Madera de balsa | 0.048 | — | — |
| Barium | 18.4 | — | — |
| Basalt | 1.67 | — | — |
| Beryllium | 200 | — | — |
| Bismuth | 8.1 | — | — |
| Bitumen | 0.17 | — | — |
| Capas de betún/fieltro | 0.5 | — | — |
| Carne de res, magra (78.9 % de humedad) | 0.43 - 0.48 | — | — |
| Benzene | 0.16 | — | — |
| Beryllium | — | — | — |
| Bismuth | 8.1 | — | — |
| Bitumen | 0.17 | — | — |
| Gas de alto horno (gas) | 0.02 | — | — |
| Incrustación de caldera | 1.2 - 3.5 | — | — |
| Boron | 25 | — | — |
| Brass | — | — | — |
| Bloque de hormigón ligero | 0.10 - 0.20 | — | — |
| Ladrillo denso | 1.31 | — | — |
| Ladrillo, refractario | 0.47 | — | — |
| Ladrillo, aislante | 0.15 | — | — |
| Obra de ladrillo, común (Ladrillo de construcción) | 0.6 -1.0 | — | — |
| Obra de ladrillo, denso | 1.6 | — | — |
| Bromo (gas) | 0.004 | — | — |
| Bronze | — | — | — |
| Mineral de hierro pardo | 0.58 | — | — |
| Mantequilla (15% de contenido de humedad) | 0.2 | — | — |
| Cadmium | — | — | — |
| Calcium | 200 | — | — |
| Silicato de calcio | 0.05 | — | — |
| Carbon | 1.7 | — | — |
| Disulfuro de carbono (gas) | 0.0073 | — | — |
| Dióxido de carbono (gas) | 0.0146 | — | — |
| Monóxido de carbono (gas) | 0.0232 | — | — |
| Hierro fundido | — | — | — |
| Celulosa, algodón, pulpa de madera y regenerada | 0.23 | — | — |
| Acetato de celulosa, moldeado, lámina | 0.17 - 0.33 | — | — |
| Nitrato de celulosa, celuloide | 0.12 - 0.21 | — | — |
| Cemento, Portland | 0.29 | — | — |
| Cemento, mortero | 1.73 | — | — |
| Materiales cerámicos | — | — | — |
| Chalk | 0.09 | — | — |
| Chamota, arcilla refractaria | 1.4 | — | — |
| Charcoal | 0.084 | — | — |
| Poliéter clorado | 0.13 | — | — |
| Cloro (gas) | 0.0081 | — | — |
| Acero cromo-níquel (acero níquel-cromo) | 16.3 | — | — |
| Chromium | — | — | — |
| Chrom-oxide | 0.42 | — | — |
| Gas de ciudad | 0.064 | — | — |
| Arcilla, seca a húmeda | 0.15 - 1.8 | — | — |
| Arcilla, saturada | 0.6 - 2.5 | — | — |
| Coal | 0.2 | — | — |
| Cobalt | — | — | — |
| Bacalao (contenido de humedad 83%) | 0.54 | — | — |
| Coke | 0.184 | — | — |
| Hormigón ligero | 0.1 - 0.3 | — | — |
| Hormigón medio | 0.4 - 0.7 | — | — |
| Hormigón denso | 1.0 - 1.8 | — | — |
| Hormigón, piedra | 1.7 | — | — |
| Constantan | 23.3 | — | — |
| Copper | — | — | — |
| Corian (cerámico relleno) | 1.06 | — | — |
| Tablero de corcho | 0.043 | — | — |
| Corcho, re-granulado | 0.044 | — | — |
| Cork | 0.07 | — | — |
| Cotton | 0.04 | — | — |
| Algodón en rama | 0.029 | — | — |
| Acero al carbono | — | — | — |
| Aislamiento de algodón en rama | 0.029 | — | — |
| Cuproníquel 30% | 30 | — | — |
| Diamond | 1000 | — | — |
| Tierra de diatomeas (Sil-o-cel) | 0.06 | — | — |
| Diatomite | 0.12 | — | — |
| Duralium | — | — | — |
| Tierra, seca | 1.5 | — | — |
| Ebonite | 0.17 | — | — |
| Emery | 11.6 | — | — |
| Aceite de motor | 0.15 | — | — |
| Etano (gas) | 0.018 | — | — |
| Vapor de etanol | 0.015 | — | — |
| Ether | 0.14 | — | — |
| Etileno (gas) | 0.017 | — | — |
| Epoxy | 0.35 | — | — |
| Etilenglicol | 0.25 | — | — |
| Feathers | 0.034 | — | — |
| Aislamiento de fieltro | 0.04 | — | — |
| Fiberglass | 0.04 | — | — |
| Tablero aislante de fibra | 0.048 | — | — |
| Tablero duro de fibra | 0.2 | — | — |
| Ladrillo de arcilla refractaria 500 oC | 1.4 | — | — |
| Flúor (gas) | 0.0254 | — | — |
| Espuma de vidrio | 0.045 | — | — |
| Diclorodifluorometano R-12 (gas) | 0.007 | — | — |
| Diclorodifluorometano R-12 (líquido) | 0.09 | — | — |
| Gasoline | 0.15 | — | — |
| Germanium | 59.9 | — | — |
| Glass | 1.05 | — | — |
| Vidrio, perlas, seco | 0.18 | — | — |
| Vidrio, perlas, saturado | 0.76 | — | — |
| Vidrio, ventana | 0.96 | — | — |
| Vidrio, aislamiento de lana | 0.04 | — | — |
| Glycerol | 0.28 | — | — |
| Gold | — | — | — |
| Granite | 1.7 - 4.0 | — | — |
| Graphite | 168 | — | — |
| Gravel | 0.7 | — | — |
| Suelo o tierra, zona muy húmeda | 1.4 | — | — |
| Suelo o tierra, zona húmeda | 1 | — | — |
| Suelo o tierra, zona seca | 0.5 | — | — |
| Suelo o tierra, área muy seca | 0.33 | — | — |
| Placa de yeso | 0.17 | — | — |
| Hairfelt | 0.05 | — | — |
| Tablero de fibra dura de alta densidad | 0.15 | — | — |
| Maderas duras (roble, arce...) | 0.16 | — | — |
| Hastelloy C | 12 | — | — |
| Helio (gas) | 0.142 | — | — |
| Miel (12.6% de contenido de humedad) | 0.5 | — | — |
| Ácido clorhídrico (gas) | 0.013 | — | — |
| Hidrógeno (gas) | 0.168 | — | — |
| Cloruro de hidrógeno (gas) | 0.014 | — | — |
| Sulfuro de hidrógeno (gas) | 0.013 | — | — |
| Hielo (0 °C, 32 °F) | 2.18 | — | — |
| Indium | 81.6 | — | — |
| Inconel | 15 | — | — |
| Hierro lingote | 47 - 58 | — | — |
| Materiales de aislamiento | 0.035 - 0.16 | — | — |
| Iodine | 0.44 | — | — |
| Iridium | 147 | — | — |
| Iron | — | — | — |
| Iron-oxide | 0.58 | — | — |
| Aislamiento de kapok | 0.034 | — | — |
| Kerosene | 0.15 | — | — |
| Kriptón (gas) | 0.0088 | — | — |
| Lead | — | — | — |
| Cuero, seco | 0.14 | — | — |
| Limestone | 1.26 - 1.33 | — | — |
| LInoleum | 0.19 | — | — |
| Lithium | — | — | — |
| Aislamiento de magnesia (85%) | 0.07 | — | — |
| Magnesite | 4.15 | — | — |
| Magnesium | — | — | — |
| Aleación de magnesio | 70 - 145 | — | — |
| Marble | 2.08 - 2.94 | — | — |
| Mercurio, líquido | — | — | — |
| Metano (gas) | 0.03 | — | — |
| Methanol | 0.21 | — | — |
| Mica | 0.71 | — | — |
| Milk | 0.53 | — | — |
| Materiales de aislamiento de lana mineral, mantas de lana .. | 0.04 | — | — |
| Molybdenum | — | — | — |
| Monel | — | — | — |
| Neón (gas) | 0.046 | — | — |
| Neoprene | 0.05 | — | — |
| Niobium | 53.7 | — | — |
| Nickel | — | — | — |
| Óxido nítrico (gas) | 0.0238 | — | — |
| Nitrógeno (gas) | 0.024 | — | — |
| Óxido nitroso (gas) | 0.0151 | — | — |
| Nilón 6, Nilón 6/6 | 0.25 | — | — |
| Aceite, lubricante de máquina SAE 50 | 0.15 | — | — |
| Aceite de oliva | 0.17 | — | — |
| Osmium | 87.6 | — | — |
| Oxígeno (gas) | 0.024 | — | — |
| Ozono (gas) | 0.019 | — | — |
| Palladium | 70.9 | — | — |
| Paper | 0.05 | — | — |
| Cera de parafina | 0.25 | — | — |
| Peat | 0.08 | — | — |
| Perlita, presión atmosférica | 0.031 | — | — |
| Perlita, vacío | 0.00137 | — | — |
| Resinas fenólicas de fundición | 0.15 | — | — |
| Compuestos de moldeo fenol-formaldehído | 0.13 - 0.25 | — | — |
| Bronce fosforado | 110 | — | — |
| Pinchbeck | 159 | — | — |
| Pitch | 0.13 | — | — |
| Hulla | 0.24 | — | — |
| Yeso ligero | 0.2 | — | — |
| Yeso, malla metálica | 0.47 | — | — |
| Yeso, arena | 0.71 | — | — |
| Yeso, listones de madera | 0.28 | — | — |
| Plasticine | 0.65 - 0.8 | — | — |
| Plásticos, espumados (materiales de aislamiento) | 0.03 | — | — |
| Platinum | — | — | — |
| Plutonium | — | — | — |
| Plywood | 0.13 | — | — |
| Polyamid | 0.31 | — | — |
| Policarbonato | 0.19 | — | — |
| Polyester | 0.05 | — | — |
| Polietileno de baja densidad, PEL | 0.33 | — | — |
| Polietileno de alta densidad, PEH | 0.42 - 0.51 | — | — |
| Poliisopreno, caucho natural | 0.13 | — | — |
| Poliisopreno, caucho duro | 0.16 | — | — |
| Polimetilmetacrilato | 0.17 - 0.25 | — | — |
| Polipropileno, PP | 0.1 - 0.22 | — | — |
| Poliestireno expandido | 0.03 | — | — |
| Polystyrol | 0.043 | — | — |
| Espuma de poliuretano | 0.03 | — | — |
| Porcelain | 1.5 | — | — |
| Potassium | 102.4 | — | — |
| Patata, carne cruda | 0.55 | — | — |
| Propano (gas) | 0.015 | — | — |
| Propileno (gas) | 0.017 | — | — |
| Politetafluoroetileno (PTFE) | 0.25 | — | — |
| Policloruro de vinilo, PVC | 0.19 | — | — |
| Vidrio Pyrex | 1.005 | — | — |
| Mineral de cuarzo | 3 | — | — |
| Radium | 18.6 | — | — |
| Radón (gas) | 0.0033 | — | — |
| Metal rojo | — | — | — |
| Rhenium | — | — | — |
| Rhodium | — | — | — |
| Roca sólida | 2 - 7 | — | — |
| Roca porosa volcánica (Toba) | 0.5 - 2.5 | — | — |
| Aislamiento de lana de roca | 0.045 | — | — |
| Papel para techos | 0.19 | — | — |
| Rosin | 0.32 | — | — |
| Caucho celular | 0.045 | — | — |
| Caucho natural | 0.13 | — | — |
| Rubidium | — | — | — |
| Salmón (73% de contenido de humedad) | 0.5 | — | — |
| Arena seca | 0.15 - 0.25 | — | — |
| Arena húmeda | 0.25 - 2 | — | — |
| Arena saturada | 2 - 4 | — | — |
| Sandstone | 1.7 | — | — |
| Sawdust | 0.08 | — | — |
| Selenium | — | — | — |
| Lana de oveja | 0.039 | — | — |
| Aerogel de sílice | 0.02 | — | — |
| Resina de silicio para fundición | 0.15 - 0.32 | — | — |
| Carburo de silicio | 120 | — | — |
| Aceite de silicona | 0.1 | — | — |
| Silimanite | 151 | — | — |
| Silver | — | — | — |
| Lana de escoria | 0.042 | — | — |
| Slate | 2.01 | — | — |
| Nieve (temp < 0 oC) | 0.05 - 0.25 | — | — |
| Sodium | — | — | — |
| Maderas blandas (abeto, pino, etc.) | 0.12 | — | — |
| Suelo, arcilla | 1.1 | — | — |
| Suelo, con materia orgánica | 0.15 - 2 | — | — |
| Suelo, saturado | 0.6 - 4 | — | — |
| Soldadura 50-50 | 50 | — | — |
| Soot | 0.07 | — | — |
| Vapor, saturado | 0.0184 | — | — |
| Vapor, baja presión | 0.0188 | — | — |
| Steatite | 2 | — | — |
| Acero al carbono | — | — | — |
| Acero inoxidable | — | — | — |
| Aislamiento de losa de paja, comprimido | 0.09 | — | — |
| Styrofoam | 0.033 | — | — |
| Dióxido de azufre (gas) | 0.0086 | — | — |
| Azufre, cristal | 0.2 | — | — |
| Hexafluoruro de azufre | 0.011 | — | — |
| Sugars | 0.087 - 0.22 | — | — |
| Tantalum | — | — | — |
| Tar | 0.19 | — | — |
| Tellurium | 4.9 | — | — |
| Thorium | — | — | — |
| Madera de aliso | 0.17 | — | — |
| Madera de fresno | 0.16 | — | — |
| Madera de abedul | 0.14 | — | — |
| Madera de alerce | 0.12 | — | — |
| Madera de arce | 0.16 | — | — |
| Madera de roble | 0.17 | — | — |
| Madera de pino resinero | 0.14 | — | — |
| Madera de guayaco | 0.19 | — | — |
| Madera de haya roja | 0.14 | — | — |
| Madera, pino rojo | 0.15 | — | — |
| Madera, pino blanco | 0.15 | — | — |
| Madera, nogal | 0.15 | — | — |
| Tin | — | — | — |
| Titanium | — | — | — |
| Tungsten | — | — | — |
| Uranium | — | — | — |
| Espuma de uretano | 0.021 | — | — |
| Vacuum | 0 | — | — |
| Vanadium | 30.7 | — | — |
| Gránulos de vermiculita | 0.065 | — | — |
| Viniléster | 0.25 | — | — |
| Water | 0.606 | — | — |
| Agua, vapor (vapor) | — | 0.0267 | 0.0359 |
| Wax | 0.084 | — | — |
| Harina de trigo | 0.45 | — | — |
| Metal blanco | 35 - 70 | — | — |
| Madera a contraveta, pino blanco | 0.12 | — | — |
| Madera contra la veta, balsa | 0.055 | — | — |
| Madera contra la veta, pino amarillo, madera | 0.147 | — | — |
| Madera, roble | 0.17 | — | — |
| Lana, fieltro | 0.07 | — | — |
| Lana de madera, losa | 0.1 - 0.15 | — | — |
| Xenón (gas) | 0.0051 | — | — |
| Zinc | — | — | — |
| Zirconium | 22.7 | — | — |
Fuente: engineeringtoolbox.com
Imágenes de Fuente Original
Las siguientes imágenes de fuente original se preservan para evitar perder material de referencia visual. Cuando una imagen contiene datos en gráfico o tabulares, sus valores extraídos se representan en las tablas de la página, calculadoras o gráficos interactivos; las imágenes restantes se retienen como referencias de fuente visual.
Notas de Ingeniería
- Dependencia de la temperatura: La conductividad térmica de los gases aumenta con la temperatura; para la mayoría de los metales y sólidos disminuye ligeramente. Consulte datos específicos para la temperatura en trabajos de precisión.
- Transferencia de calor global: El flujo conductivo mencionado anteriormente es solo una parte de un sistema real. La transferencia de calor global depende de los coeficientes convectivos y del intercambio radiativo en ambas superficies. Utilice el coeficiente de transferencia de calor global U para problemas multicapa o acoplados con fluidos.
- Materiales anisotrópicos: La madera, los compuestos y los cristales pueden tener diferentes valores de k a lo largo de distintos ejes. Utilice la conductividad direccional cuando corresponda.
- Advertencia sobre el asbesto: El asbesto tiene propiedades térmicas favorables, pero sus fibras causan mesotelioma y cáncer de pulmón cuando se inhalan. Evite manipularlo; utilice alternativas más seguras.
- Selección de aislamiento: Para barreras térmicas, se desea un k bajo. El aire (k ≈ 0,026 W/(m·K)) y los plásticos expandidos son aislantes comunes.