Conduzione

Conduzione è il trasferimento di energia o di cariche tra corpi o regioni di un materiale senza movimenti macroscopici della materia. Può riferirsi alla conduzione termica, alla conduzione elettrica o, in biologia, alla conduzione di segnali nervosi. Il flusso avviene lungo un gradiente di temperatura o di potenziale elettrico, tramite interazioni tra particelle vicine.

Conduzione termica: trasferimento di energia termica per contatto o prossimità. A livello microscopico è causata dal contatto tra particelle, dallo scambio di energia tra elettroni e fononi e dalle vibrazioni reticolari. La legge di Fourier descrive il flusso di calore: Q/A = -k dT/dx, dove k è la conduttività termica. Metalli tipicamente hanno alta k; i solidi o liquidi isolanti hanno basse conduttività. Le interfacce tra materiali introducono resistenze termiche.

Conduzione elettrica: trasferimento di cariche mediante movimento di elettroni o ioni sotto un campo elettrico. Ohm: J = σ E, con J la densità di corrente, E il campo, σ la conduttività. La resistenza di un filo è R = ρ L / A, dove ρ è la resistività. Nei metalli gli elettroni liberi dominano il trasporto; negli isolanti la conduttività è molto bassa. Anche soluzioni ioniche e gas conducono, ma con minore efficienza.

Conduzione in biologia: la conduzione nervosa è la propagazione di segnali elettrici lungo gli assoni, sostenuta da potenziali d’azione e, spesso, dalla mielinizzazione che aumenta la velocità di conduzione.

La conduzione è una componente chiave di diverse discipline e ha ampia applicazione in ingegneria, termofisica, elettronica e fisiologia, dall’isolamento termico al funzionamento dei circuiti e al sistema nervoso.