Propiedades térmicas de materiales


En la tabla que se muestra a continuación se indican los valores que toman las propiedades térmicas de materiales empleados en construcción, algunos de los cuales se utilizan como aislantes, y la de algunos elementos o sustancias de referencia.

PROPIEDADES TÉRMICAS DE MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y AISLANTES
Material Densidad (kg/m3) Calor específico (J/(kg·K)) Conductividad térmica (W/(m·K)) Difusividad térmica (m2/s) (x10-6)
Acero 7850 460 47-58 13,01-16,06
Agua 1000 4186 0,58 0,139
Aire 1,2 1000 0,026 21,67
Alpaca 8,72 398 29,1 8384,8
Aluminio 2700 909 209-232 85,16-94,53
Amianto 383-400 816 0,078-0,113 0,250-0,346
Arcilla refractaria 2000 879 0,46 0,261
Arena húmeda 1640 - 1,13 -
Arena seca 1400 795 0,33-0,58 0,296-0,521
Asfalto 2120 1700 0,74-0,76 0,205-0,211
Baldosas cerámicas 1750 - 0,81 -
Baquelita 1270 900 0,233 0,201
Bitumen asfáltico 1000 - 0,198 -
Bloques cerámicos 730 - 0,37 -
Bronce 8000 360 116-186 40,28-64,58
Carbón (antracita) 1370 1260 0,238 0,139
Cartón - - 0,14-0,35 -
Cemento (duro) - - 1,047 -
Cinc 7140 389 106-140 38,16-50,41
Cobre 8900 389 372-385 107,45-111,20
Corcho (expandido) 120 - 0,036 -
Corcho (tableros) 120 1880 0,042 0,186
Espuma de poliuretano 40 1674 0,029 0,433
Espuma de vidrio 100 - 0,047 -
Estaño 7400 251 64 34,46
Fibra de vidrio 220 795 0,035 0,200
Fundición 7500 - 55,8 -
Glicerina 1270 2430 0,29 0,094
Goma dura 1150 2009 0,163 0,070
Goma esponjosa 224 - 0,055 -
Granito 2750 837 3 1,303
Hierro 7870 473 72 19,34
Hormigón 2200 837 1,4 0,761
Hormigón de cascote 1600-1800 - 0,75-0,93 -
Láminas de fibra de madera 200 - 0,047 -
Ladrillo al cromo 3000 840 2,32 0,921
Ladrillo común 1800 840 0,8 0,529
Ladrillo de circonio 3600 - 2,44 -
Ladrillo de magnesita 2000 1130 2,68 1,186
Ladrillo de mampostería 1700 837 0,658 0,462
Ladrillo de sílice 1900 - 1,070 -
Lana de vidrio 100-200 670 0,036-0,040 0,537-0,299
Latón 8550 394 81-116 24,04-34,43
Linóleo 535 - 0,081 -
Litio 530 360 301,2 1578,61
Madera 840 1381 0,13 0,112
Madera de abedul 650 1884 0,142 0,116
Madera de alerce 650 1298 0,116 0,137
Madera de arce 750 1591 0,349 0,292
Madera de chopo 650 1340 0,152 0,175
Madera de fresno 750 1591 0,349 0,292
Madera de haya 800 1340 0,143 0,133
Madera de haya blanca 700 1340 0,143 0,152
Madera de pino 650 1298 0,163 0,193
Madera de pino blanco 550 1465 0,116 0,144
Madera de roble 850 2386 0,209 0,103
Mármol 2400 879 2,09 0,991
Mica 2900 - 0,523 -
Mortero de cal y cemento 1900 - 0,7 -
Mortero de cemento 2100 - 1,4 -
Mortero de vermiculita 300-650 - 0,14-0,26 -
Mortero de yeso 1000 - 0,76 -
Mortero para revoques 1800-2000 - 1,16 -
Níquel 8800 460 52,3 12,92
Oro 19330 130 308,2 122,65
Pizarra 2650 758 0,42 0,209
Placas de yeso 600-1200 - 0,29-0,58 -
Plata 10500 234 418 170,13
Plexiglás 1180 - 0,195 -
Plomo 11340 130 35 23,74
Poliestireno 1050 1200 0,157 0,125
Porcelana 2350 921 0,81 0,374
Serrín 215 - 0,071 -
Tierra de diatomeas 466 879 0,126 0,308
Tejas cerámicas 1650 - 0,76 -
Vermiculita expandida 100 837 0,07 0,836
Vermiculita suelta 150 837 0,08 0,637
Vidrio 2700 833 0,81 0,360
Yeso 1800 837 0,81 0,538

Donde:

  • Densidad (ρ): masa de material por unidad de volumen: ρ = m / V (kg/m3).
  • Calor específico (C): cantidad de energía necesaria para aumentar en 1 ºC la temperatura de 1 kg de material. Indica la mayor o menor dificultad que presenta una sustancia para experimentar cambios de temperatura bajo el suministro de calor. Los materiales que presenten un elevado calor específico serán buenos aislantes. Sus unidades del Sistema Internacional son J/(kg·K), aunque también se suele presentar como kcal/(kg·ºC); siendo 1 cal = 4,184 J. Por otra parte, el producto de la densidad de un material por su calor específico (ρ · C) caracteriza la inercia térmica de esa sustancia, siendo esta la capacidad de almacenamiento de energía.
  • Conductividad térmica (k): capacidad de un material para transferir calor. La conducción térmica es el fenómeno por el cual el calor se transporta de regiones de alta temperatura a regiones de baja temperatura dentro de un mismo material o entre diferentes cuerpos. Las unidades de conductividad térmica en el Sistema Internacional son W/(m·K), aunque también se expresa como kcal/(h·m·ºC), siendo la equivalencia: 1 W/(m·K) = 0,86 kcal/(h·m·ºC).
  • Difusividad térmica (α): caracteriza la rapidez con la que varía la temperatura del material ante una solicitud térmica, por ejemplo, ante una variación brusca de temperatura en la superficie. Se puede calcular mediante la siguiente expresión:

    α = k / (ρ · C)     (m2/s)



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