Conduciblità termica dei metalli

Si dice spesso che i materiali metallici sono conduttori di calore. L’esperimento di Luciano mette in evidenza che i “buoni conduttori” di calore non sono, in realtà, tutti ugualmente “buoni”. Insomma abbiamo a che fare con una proprietà che varia, e non poco, a seconda del metallo. Le tabelle ci danno questi valori di conducibilità termica:

Metallo           Conducibilità / W/(cm·°C)

 

 

Alluminio          2,4

Rame               4,0

Oro                 3,2

Argento           4,3

Ferro               0,80

Acciaio            0,8

Ottone             1,1

1 W/(cm·°C) è l’energia in Joule che in un secondo riesce a superare la distanza di 1 cm attraverso la sezione di 1 cm2.

I dati qui raccolti sono in sintonia con i risultati dell’esperimento, in quanto l’acciaio ha minore conducibilità e l’alluminio è miglior conduttore dell’ottone e dell’acciaio. Il rame è nettamente superiore anche all’alluminio nel trasporto di calore e nell’esperimento con una barra di rame si dovrebbe vedere la differenza.

La maggiore conducibilità termica è posseduta dal diamante, che può andare da 9 a 26 delle unità in tabella, cosa che rende tali pietre estremamente gelide al tocco. Tra i metalli, la lega al 72% di Argento e il 28% di rame (CuSil) conduce meglio dell’argento solo.

La seguente eloquente immagine è tratta dal sito:

http://www.hometrainingtools.com/catalog/physical-science-physics/force-motion/p_mc-therkit.html

Le quattro barrette oblique sono di ottone, rame, alluminio, acciaio. Alle estremità ci sono dei piccoli fori su cui far aderire le gocce di cera fusa.

Si pongono 4 gocce uguali di acqua colorata a distanze regolari e una quinta all’estremità delle barrette. Si accende il fornellino, che in pochi minuti supera la temperatura di 200 °C. Le gocce bolliranno quando la temperatura supererà i 100 gradi a causa della trasmissione del calore.  Può essere opportuno mettere le gocce più distanti solo dopo che le vicine siano evaporate.

Questi i risultati dell’esperimento di Luciano.

Accensione 12:09; 12:12 bolle Al 1ª; 12:13 Ot 1ª; 12:14 Al 2ª ; 12:16 1ª Ac, 12:17 2ª Ot; 12:17 3ªAl; 12:20 4ª Al; 12:28 4° Al; 12:30 5ª Al; 12:30 inizia 2ª Ac e 4ª Ot, si altera la scritta dell’alluminio. (Al = alluminio, Ot = acciaio, Ac = acciaio)