Geleidbaarheid is een eigenschap die elementen hebben die geleidend zijn . Dit is de naam voor materialen die de capaciteit hebben om elektriciteit of warmte over te brengen .

Wanneer een materiaal elektriciteit doorlaat, wordt er gezegd dat het elektrisch geleidend is . Aan de andere kant, als het de doorgang van warmte toestaat , wordt dit thermische geleidbaarheid genoemd .

Het kan daarom worden aangegeven dat de thermische geleidbaarheid het eigendom is van die elementen die de overdracht van warmte mogelijk maken . Deze fysieke eigenschap impliceert dat, wanneer een materiaal een thermische geleidbaarheid heeft, de warmte van het lichaam van hogere temperatuur overgaat naar een van lagere temperatuur die ermee in contact is.

Deze overdracht van warmte omvat een uitwisseling van interne energie (die de potentiële energie en kinetische energie combineert) van elektronen, atomen en moleculen. Hoe hoger de thermische geleidbaarheid, hoe beter de warmtegeleiding. De omgekeerde eigenschap is de thermische weerstand, die aangeeft dat hoe lager de thermische geleidbaarheid, hoe meer warmte-isolatie (meer weerstand).

Met betrekking tot de potentiële energie, kunnen we zeggen dat het de mechanische energie is die wordt geassocieerd met de locatie van een lichaam in een krachtenveld (in dit geval spreken we onder andere van elektrostatische of zwaartekrachtenergie ) of de aanwezigheid van een veld van krachten in het lichaam zelf (in dat geval zou de energie elastisch zijn ). Met andere woorden, de potentiële energie is het resultaat van het systeem van krachten dat een impact heeft op een bepaald lichaam dat conservatief is, dat wil zeggen dat het totale werk aan een deeltje nul is.

De kinetische energie van een lichaam, aan de andere kant, is wat het heeft dankzij zijn beweging . Het gaat om het werk dat nodig is om de versnelling te bereiken, beginnend bij rust tot een bepaalde snelheid. Wanneer het lichaam deze energie door de versnelling bereikt, handhaaft het dit tenzij het de snelheid ervan verandert. Om terug te keren naar de rusttoestand, is het noodzakelijk om een ​​negatief werk uit te voeren met dezelfde grootte.

Wanneer de materie wordt verhit, verhoogt deze de gemiddelde kinetische energie van zijn moleculen, en dit verhoogt het niveau van agitatie. Op moleculair niveau vindt warmtegeleiding plaats omdat moleculen met elkaar interacteren en kinetische energie uitwisselen zonder globale bewegingen van materie te maken . Het is vermeldenswaard dat op een macroscopisch niveau het mogelijk is om dit verschijnsel te modelleren door middel van de Fourierwet .

De wet van Fourier stelt dat thermische geleidbaarheid een proportionele stroom transporteert door geleiding van warmteoverdracht (het proces waarbij warmte wordt verspreid in verschillende media), in een isotroop medium (een ruimte waarin fysieke eigenschappen niet gebonden zijn in de richting waarin ze worden onderzocht), die evenredig is en tegengesteld aan de temperatuurgradiënt in die richting.

De formule van de Fourier wet stelt dat de warmteflux die optreedt in een bepaald oppervlak, gemeten met een gegeven eenheid, gelijk is aan de thermische geleidbaarheid door de temperatuurgradiënt in het materiaal, alle vermenigvuldigd met -1 .

Metalen zijn goede thermische geleiders: om die reden worden ze gebruikt in die industriële procedures waarbij wordt getracht de overdracht van warmte te maximaliseren. Andere materialen, zoals glasvezel, hebben een zodanig lage thermische geleidbaarheid dat ze worden gebruikt als isolatoren.

De warmtegeleidingscapaciteit wordt aangegeven door een hoeveelheid die bekend staat als thermische geleidbaarheidscoëfficiënt . Deze coëfficiënt, in het internationale systeem van eenheden, wordt uitgedrukt in watts / (meter x kelvin) . Het kan ook worden uitgedrukt in BTU / (uur x voet x Fahrenheit) in het Angelsaksische systeem en in kilocalorieën / (uur x meter x Kelvin) in het technische systeem.