Konduktywność: przewodnictwo właściwe(elektryczne i cieplne)
Konduktywność(przewodność, przewodnictwo) opisuje łatwość, z jaką ładunek elektryczny lub ciepło mogą przechodzić przez dany materiał.
Materiały można podzielić na Przewodniki(metale), półprzewodniki i izolatory. Metale są najbardziej przewodzące, a izolatory (np. ceramika, tworzywa sztuczne) najmniej przewodzące. Konduktywność jest przeciwieństwem rezystencji(opór właściwy opisany przez prawo Ohma), a więc możemy powiedzieć że przewodnik to materiał, który stawia bardzo mały opór(a więc ma dużą konduktywność).
Przewodnictwo elektryczne i cieplne są ze sobą ściśle powiązane. W większości dobre przewodniki elektryczne są również dobrymi przewodnikami termicznymi.
Spis treści:
1. Konduktywność elektryczna
Przewodnictwo elektryczne opisuje, jak dobrze dany materiał pozwala na przepływ energii elektrycznej. Z tego powodu przewody elektryczne wykonane są z miedzi, która jest dobrym przewodnikiem, a ich izolacja wykonana jest z tworzywa sztucznego, które jest izolatorem. Oczywiście lepszym przewodnikiem byłoby srebro, ale takie przewody byłyby zbyt drogie. Ze względu na niską przewodność elektryczną niektóre elementy instalacji elektrycznych wykonane z ceramiki. Jednostką przewodności elektrycznej w układzie SI jest Simens na metr.
Tabela przykładowych wartości materiałów: konduktywność przewodność
| Materiał | Konduktywność elektryczna(przewodnictwo właściwe) w 20° Celsjusza |
| Srebro | 6,30×107 |
| Miedź | 5,96×107 |
| Złoto | 4,11×107 |
| Aluminium | 3,77×107 |
| Platyna | 9,43×106 |
| Woda pitna | 5×10−4 do 5×10−2 |
| Silikon | 1,56×10−3 |
| Mokre drewno | 10−4 do 10−3 |
| Szkło | 10−15 do 10−11 |
| Powietrze | ~10−15 do 10−9 |
| Teflon | 10−25 do 10−23 |
2. Przewodność cieplna
Przewodność cieplna opisuje łatwość z jaką energia cieplna przemieszcza się przez dany materiał. Podobnie jak w przypadku prądu elektrycznego metale są dobrymi przewodnikami ciepła, ceramika i tworzywa sztuczne są zazwyczaj dobrymi izolatorami, trzeba jednak pamiętać, że część tworzyw sztucznych mają niską temperaturę topnienia i mogą się szybko topić pod wpływem temperatury. Jednostką przewodności termicznej w układzie SI jest Wat na metr-kelvin. Dzięki badaniu przewodności można np. odróżnić prawdziwy szmaragd od syntetycznego.
Tabela przykładowych wartości materiałów: przewodnictwo cieplne
| Materiał | Konduktywność cieplna (w 20° Celsjusza) |
| Powietrze | 0,026 |
| Styropian | 0,033 |
| Beton(lekki) | 0,1 – 0,3 |
| drewno(miękkie np. sosna) | 0,12 |
| porcelana | 1,5 |
| woda | 0,60 |
| cegła | 0,6 -1,0 |
| wata szklana | 0,04 |
| Miedź(w 20 stopniach) | 401 |
| papier | 0,05 |
Wpływ temperatury na konduktywność
Przewodnictwo właściwe materiałów zależy od temperatury. Dla metali spada przy wzroście temperatury ze względu na spadek ruchliwości nośników. W przypadku półprzewodnika samoistnego konduktywność rośnie przy wzroście temperatury.
