Condução

Informações da Chave & Resumo

• Condução é a transferência de energia de um átomo para outro através do contato direto
• Existem três tipos principais de condução: condução iônica, condução elétrica e térmica de condução
• Sólidos são os mais eficientes condutores, com gases, sendo o pior – isso é porque as partículas estão muito próximas umas

o Que é a condução?

condução é definida como a transferência de energia de um átomo para outro através do contato direto – isto pode ser através de condução iônica, condução elétrica, ou condução de calor. A condução pode ocorrer em sólidos, líquidos e gases sólidos-sólidos de forma mais eficiente porque as moléculas estão muito mais juntas do que em outros estados, como mostrado na imagem abaixo.

partículas em um sólido estão em uma posição relativamente fixa e as ligações entre eles são muito fortes. Isto significa que a condução de energia de uma partícula para outra é mais eficiente nesta forma.

as partículas num líquido não têm uma posição fixa e por isso as ligações entre elas não são tão fortes. Isso faz líquidos pobres condutores.

as partículas de um gás estão muito mais afastadas, o que significa que a transferência de energia é muito ineficiente. São, portanto, condutores muito pobres.

condução iónica

condução iónica é definida como o movimento de um ião de um ‘local’ para outro. Isto é possível através de “defeitos” na estrutura da estrutura de uma solução sólida ou aquosa – estes defeitos permitem que os íons se movam em um campo elétrico. Como você pode ver na imagem abaixo, há uma ‘vacância’ que permite que os íons se movam.

certos sólidos possuem condutividade iónica muito elevada, o que é útil na electrónica de estado sólido, como computadores e telemóveis. É também um processo útil em baterias normais e recarregáveis e células de combustível.

sais iônicos também podem ser dissolvidos em solução, o que então permite que uma corrente elétrica flua. Neste caso, os íons são carregados eletricamente e móveis, tornando-os bons Portadores de carga. Sais sólidos não conduzem eletricidade porque simplesmente não têm qualquer porta-cargas que são móveis.

condução eléctrica

em metais, a condutividade eléctrica pode ocorrer como resultado do movimento de partículas carregadas electricamente. Os átomos de metal todos têm elétrons de Valência – estes são elétrons que são encontrados na camada exterior de cada átomo, mas eles são “livres” para se mover através da estrutura. O movimento destes elétrons livres é o que permite ao metal conduzir uma corrente elétrica. Quando eles estão livres para se moverem, eles são referidos como sendo deslocalizados. Sem influência externa, movem-se aleatoriamente por toda a estrutura.

um potencial elétrico pode ser aplicado a um metal, geralmente a partir de uma bateria, e irá formar um circuito elétrico. Isto causa uma deriva líquida de elétrons que flui em torno do circuito. Quanto maior for esse potencial elétrico, maior será o fluxo de elétrons.

um metal de 12 coordenadas é aquele em que os átomos são tão próximos que há tantos átomos quanto possível preenchendo o espaço disponível. Esta configuração significa que cada átomo na estrutura estará tocando 12 outros átomos no espaço 3D. As imagens abaixo mostram como um átomo particular terá 6 outros tocando – o na mesma camada, 3 na camada acima, e 3 na camada abaixo-Isto dá um total de 12, daí o nome.

outra configuração é o metal de 8 coordenadas, que é mais frequentemente encontrado no Grupo 1 da Tabela Periódica. Estes são embalados menos firmemente juntos e, como tal, cada átomo só toca 8 outros no espaço 3D.

semicondutores também existem. Estas são substâncias em que a condutividade cai algures entre um condutor e um isolador, como o silício e o carbono. Em seu estado natural, eles são condutores relativamente pobres, mas podem ser sujeitos a “doping” – este é um processo no qual as impurezas são adicionadas a um semicondutor. Um semicondutor que foi dopado é então chamado de um semicondutor extrínseco que conduz eletricidade muito melhor do que um semicondutor padrão.

condução térmica

condução térmica (às vezes também chamada de condução térmica) ocorre quando partículas em movimento rápido interagem com suas partículas vizinhas, transferindo assim uma parte de sua energia cinética. Este processo acontece a partir de regiões com uma temperatura mais elevada para regiões com uma temperatura mais baixa. Há quatro coisas principais que afetam a velocidade a que o calor é conduzido:

1. A diferença de temperatura entre as duas regiões
2. O “comprimento” da região
3. A área da seção transversal da região
4. O material que o processo está ocorrendo em

Metalizado sólidos de conduzir o calor o melhor, ao passo que os gases de conduzir o calor, o pior. Isto é devido às partículas em um ser sólido em tão estreita proximidade que uma colisão, e, portanto, transferência de energia térmica, é incrivelmente provável. Eles são bons condutores térmicos por exatamente as mesmas razões que são bons condutores elétricos. É por esta razão que quanto maior a densidade do sólido, melhor ele irá conduzir a energia térmica.

é importante lembrar que a energia é transferida de uma partícula para outra, e não há movimento geral de partículas no processo.