Condutividade elétrica (σ) é usada para especificar o caráter elétrico de um material. Ela é simplesmente o

recíproco da resistividade, ou seja, inversamente proporcionais e é indicativa da facilidade com a qual um material

é capaz de conduzir uma corrente elétrica.

Materiais sólidos exibem uma espantosa faixa de condutividades. De fato, uma maneira de classificar materiais

sólidos é de acordo com a facilidade com que conduzem uma corrente elétrica; dentro deste esquema de

classificação existem 3 grupamentos: condutores, semicondutores e isolantes. Metais são bons condutores,

tipicamente.

No outro extremo estão os materiais com muito baixas condutividades, estes são os isolantes elétricos. Materiais

com condutividades intermediárias, são denominados semicondutores. No Sistema Internacional de Unidades, é

medida em siemens por metro.

Constitui engano achar que o ouro é o melhor condutor elétrico. Na temperatura ambiente, no planeta Terra, o

material melhor condutor elétrico ainda é a prata. Relativamente, a prata tem condutividade elétrica de 108 %; o

cobre 100 %; o ouro 70 %; o alumínio 60 % e o titânio apenas 1 %. O ouro, em qualquer comparação, seja no

mesmo volume, ou na mesma massa, sempre perde em condutividade elétrica ou térmica para o cobre.

Entretanto, para conexões elétricas, em que a corrente elétrica deve passar de uma superfície para outra, o ouro

leva muita vantagem sobre os demais materiais, pois sua oxidação ao ar livre é extremamente baixa, resultando

numa elevada durabilidade na manutenção do bom contato elétrico. Entre os citados, o alumínio seria o pior

material para as conexões elétricas, devido à facilidade de oxidação e à baixa condutividade elétrica da superfície

oxidada. Assim, um cabo condutor de cobre com os plugues de contatos dourados levam vantagens sobre outros

metais. Uma conexão entre superfícies de cobre, soldada com prata constitui a melhor combinação para a

condução da eletricidade ou do calor entre condutores distintos.

A condutividade térmica (κ) quantifica a habilidade dos materiais de conduzir calor. Materiais com

alta condutividade térmica conduzem calor de forma mais rápida que os materiais com baixa condutividade

térmica. Desta maneira, materiais de com alta condutividade térmica são utilizados como dissipadores de calor e

materiais de baixa condutividade térmica são utilizados como isolamentos térmicos.

A condutividade térmica é uma característica específica de cada material, e depende fortemente da temperatura e

da pureza do material (especialmente sob baixas temperaturas). Em geral, os materiais tornam-se

mais condutores de calor com o aumento da temperatura. O inverso da condutividade térmica é a resistividade

térmica.

Quando um material sofre uma mudança de fase de sólido para líquido ou de líquido para gás, a condutividade

térmica pode mudar. Um exemplo é a mudança na condutividade térmica que ocorre quando a água em sua

forma sólida, com condutividade térmica de 2,18 W/(m-K) a 0°C, derrete e passa a ter condutividade térmica de

0,58 W/(m-K) a 0°C. Isso se deve ao fato de que a transferência de calor se dá de maneira diferente para cada

estado da matéria:

Gases: A transferência de calor por condução se dá através da colisão entre os átomos ou moléculas do gás e,

por serem meios mais dispersos, a condutividade é pequena em comparação com a maioria dos sólidos.

Sólidos não Metálicos: Nestes a transferência de calor se dá através das vibrações da rede. Essa transferência é

descrita através de fônons, osquanta das vibrações da rede.

Sólidos Metálicos: Estes são os melhores condutores de calor. Isso se dá porque, os responsáveis pela condução

de calor são os mesmos os elétrons de condução que participam da condução elétrica.

Condutividade elétrica

Nos metais, a condutividade térmica esta relacionada com a condutividade elétrica de acordo com a lei

Wiedemann-Franz, uma vez que os elétrons de condução além de transferirem corrente

elétrica transferem energia térmica. No entanto, a correlação entre a condutância elétrica e a térmica só vale para

metais.

Convecção

O ar e outros gases, na ausência de convecção, geralmente são bons isolantes. Por isso, muitos dos materiais

são isolantes por apresentarem poros que permitem o armazenamento de gases e que impedem a convecção em

grande escala. Exemplos destes materiais incluem polímeros porosos como o isopor, e o aerogel de sílica. Outros

isolantes naturais são os biológicos, tais como pelos e penas que através da convecção da água e do ar

protegem as peles dos animais.

As cerâmicas são utilizadas nos sistemas de escape para evitar que o calor atinja componentes sensíveis ao

calor. Gases leves, como hidrogênio (H2) e hélio (He), normalmente têm alta condutividade térmica. Já gases

densos como xenônio (Xe) e diclorodifluorometano (CCl2F2) apresentam baixa condutividade térmica. Uma

exceção, é o hexafluoreto de enxofre (SF6), um gás denso com alta condutividade térmica, devido à sua

capacidade térmica elevada. Argônio (Ar), é um gás mais denso que o ar, e frequentemente é utilizado em

isolamento de vidros (janelas com vidros duplos) para melhorar suas características de isolamento.

É um engano achar que o ouro é o melhor condutor térmico. Na temperatura ambiente o melhor condutor de calor

ainda é a prata. Relativamente, a prata tem condutividade térmica de 108 %; o cobre 100 %; o ouro 70 %;

o alumínio 60 % e o titânio apenas 1 %. Entretanto, quando temos conexões entre partes metálicas de diferentes

elementos, onde o calor deve passar de uma superfície à outra, o ouro leva muita vantagem sobre os demais

materiais, pois sua oxidação ao ar livre é extremamente baixa, resultando numa elevada durabilidade e a um bom

contato térmico. Entre os citados, o alumínio seria o pior material para as conexões térmicas ou elétricas, devido

à facilidade de oxidação e à baixa condutividade térmica da superfície oxidada. Assim, uma conexão entre peças

de cobre douradas levam vantagens sobre outros metais. Uma conexão entre superfícies de cobre, soldada com

prata constitui a melhor combinação para a condução do calor ou da eletricidade entre condutores distintos.