En verano, nos gusta caminar descalzos sobre las baldosas de nuestra casa, y una sensación de frescor se extiende por todo nuestro cuerpo. En invierno, nos gusta acurrucarnos en una cama cálida, e incluso después de levantarnos, seguimos usando zapatillas de algodón gruesas. Si el aislamiento térmico es bueno, la temperatura interior de nuestro hogar no varía mucho entre verano e invierno, pero, ¿por qué siempre sentimos que las baldosas son más frías?
Resulta que, al igual que ocurre con el flujo de agua y electricidad, también existe un flujo de calor en los materiales, que fluye «hacia abajo», es decir, desde las zonas de temperatura más alta hacia las más bajas. Cuando percibimos el calor o el frío de un objeto, lo hacemos en función de la cantidad de calor que se disipa en la piel en el punto de contacto con el objeto. Por eso, el hielo nos deja la mano muy fría, mientras que el agua caliente nos quema. El calor se transfiere por conducción, y su intensidad depende de tres factores: la diferencia de temperatura entre el cuerpo y el objeto, el área de contacto entre ambos y la conductividad térmica del objeto.
La conductividad térmica indica la capacidad de un material para conducir el calor, y cuanto mayor sea, menor será la conductividad. Por lo general, los materiales metálicos tienen la conductividad térmica más alta, seguidos de los líquidos y, por último, los gases. A 20 °C, la conductividad térmica del cobre puro es de 398 vatios/m²·K, mientras que la del agua es de solo 0,599 vatios/m²·K.
Cuando estamos descalzos sobre baldosas y edredones a la misma temperatura, la diferencia de temperatura y el área de contacto son iguales, pero la conductividad térmica de las baldosas es aproximadamente 22 veces mayor que la del edredón. Por lo tanto, la pérdida de calor en las baldosas es aproximadamente 22 veces mayor que en el edredón. Las baldosas son mucho más capaces de disipar el calor de la piel que el edredón, por lo que caminar sobre las baldosas nos hace sentir más frío.
Además, los materiales metálicos tienen un gran número de electrones que se mueven libremente, por lo que tienen una alta conductividad eléctrica y, al mismo tiempo, una alta conductividad térmica, ya que los electrones que chocan con los iones metálicos pueden transferir rápidamente el calor. Los aislantes tienen muy pocos electrones libres, por lo que suelen ser más aislantes. El pelaje de los animales y la ropa humana son malos conductores de calor, y la ropa interior de abrigo añade una capa ultrafina de material aislante o otros materiales especiales aislantes. Sin embargo, el diamante, el material más duro de la naturaleza, también es aislante, pero tiene una alta conductividad térmica. Esto se debe a que los átomos de carbono están dispuestos de forma muy compacta en su interior, por lo que la vibración térmica de los átomos de carbono se transfiere muy rápidamente. En comparación, la transferencia de vibración térmica de los átomos en otros aislantes es mucho más lenta, y el número de electrones que participan en la conducción térmica es muy pequeño, por lo que la conductividad térmica es mucho menor.
La conductividad térmica se ve muy afectada por la temperatura. La conductividad térmica de los metales puros y la mayoría de los líquidos (excepto el agua) disminuye a medida que aumenta la temperatura; la de los no metales y los gases aumenta a medida que aumenta la temperatura. Por lo tanto, la mayoría de los materiales aislantes son plásticos, caucho, vidrio y cerámica. Las láminas de asbesto colocadas en el techo sirven para aislar el calor del sol directo y evitar que el interior de la casa se sobrecaliente. Algunos paneles aislantes y membranas aislantes también deben tener en cuenta la resistencia al fuego para prevenir incendios. El material politetrafluoroetileno (PTFE) tiene las ventajas de ser aislante, tener baja conductividad térmica, resistir altas y bajas temperaturas y ser resistente a la corrosión, y el «burbuja» azul del Acuario Nacional de China está hecho de él.