Cuando el líquido se evapora en el extremo caliente; sus vapores avanzan hacia el extremo frío, allí se condensan, y el líquido regresa por el material poroso, a veces cuesta arriba si es muy absorbente. Esos tubos conducen el calor con una eficiencia centenares de veces mayor que una barra maciza de cualquier material. A pesar de que a mediados del siglo XX prácticamente finalizó la era de las válvulas de vacío y de gas, es igualmente útil conocer los rudimentos de la conducción eléctrica en ambos medios, ya que, por ejemplo, aún conviven los antiguos monitores y tubos de TV de rayos catódicos al vacío, con las más recientes pantallas de plasma;18 y hay además muchas aplicaciones eléctricas y electrónicas en las que se tiene en cuenta la conducción en esos medios. CONDUCCIÓN EN EL VACÍO El vacío, de conductividad idealmente nula, es el espacio libre de materia. Sin embargo, si la distancia entre dos electrodos al vacío es suficientemente pequeña, y la tensión bastante elevada; o si la temperatura del electrodo negativo es suficiente, se desprenden electrones del cátodo, que el ánodo captura, y se origina así una corriente eléctrica. En cambio, para tensiones pequeñas, distancias suficientes, y electrodos fríos, el vacío resulta aislante. Los mismos parámetros (distancia, tensión y temperatura) determinan la condición de aislante o conductor de un gas. CONDUCCIÓN EN GASES A diferencia de muchos sólidos y líquidos, en los que hay presentes electrones libres en las redes cristalinas, los gases, cuando están sin ionizar, son aislantes. Pero en condiciones especiales, los gases se ionizan, y se vuelven muy conductores de la electricidad.19 La ionización de un gas puede obedecer a su elevada temperatura,20 o a una intensidad suficiente del campo eléctrico. Por ejemplo, con las tensiones de centenares de millones de voltios de las tormentas eléctricas, el aire atmosférico se vuelve conductor, en cientos de metros, y al nivel del suelo. Lo mismo ocurre, en una distancia mucho menor, con el chispero eléctrico de un encendedor. Una vez iniciada la conducción, los electrones se aceleran en el campo eléctrico, chocan contra los átomos que encuentran en su camino, y los ionizan a su vez, con lo que aparecen más electrones libres. Los iones positivos, por su parte se aceleran en sentido opuesto, y también chocan, y ionizan átomos. Los iones y electrones, cuando pierden energía después de varios choques, se combinan con partículas de la polaridad opuesta, y quedan momentáneamente fuera del fenómeno de la circulación de corriente; hasta que otros iones choquen con los átomos que se acaban de formar, y los ionicen. Los aspectos cuantitativos de esos fenómenos dependen del tipo de gas, la intensidad del campo eléctrico, la distancia a la que se encuentre un átomo de otro, o una molécula de otra, y sus velocidades; en otras palabras, la conducción depende del campo eléctrico, de la presión,21 y de la temperatura. Si la densidad del gas es muy baja, la probabilidad de que una partícula choque con otra se reduce, y un ion puede atravesar la distancia completa entre electrodos, sin que se produzca una ionización adicional. Por otra parte, si la densidad es muy elevada, las partículas chocan muy frecuentemente, sin tiempo de tomar velocidad suficiente como para ionizar átomos. Para cada separación entre electrodos hay una densidad intermedia, en la que el efecto de ionización por choque es máximo. LEY DE PASCHEN Friedrich Paschen (1865–1947) publicó los resultados de muchos experimentos de descargas eléctricas, en gases a diferentes presiones, y propuso varias fórmulas empíricas.22 Una de esas fórmulas, válida para una separación de los electrodos del orden de un milímetro, establece que la tensión eléctrica disruptiva (la que produce la conducción del gas) depende de la presión mediante la fórmula U = 30.p.d + 1.350 V. U es la tensión, en voltios; p es la presión, en torr, o milímetros de mercurio; y d, la separación entre electrodos, en centímetros. Por ejemplo, para un milímetro de separación, y una presión normal de 760 torr, y para que salte una chispa eléctrica entre los dos electrodos, hay que aplicar una tensión de valor 30  760  0,1 + 1.350, unos 3.600 volt de cesta, o 3.200 eficaces. Posteriormente, otros investigadores propusieron expresiones más complejas, pero que se pueden aplicar a separaciones entre electrodos más variadas. En la fórmula de la figura, las constantes a y b son propias de cada gas (las del aire valen 43,6 y 12,8); p es la presión, en atmósferas, y d es la separación entre electrodos planos o redondeados, en metros. Las escalas logarítmicas de los ejes facilitan la representación de magnitudes de muy diverso orden. Se aprecia que el neón es el gas más fácil de encender, entre los que menciona el gráfico.23 TUBOS DE CROOKES Como curiosidad histórica, mencionamos algunos de los experimentos científicos más antiguos24 que se conocen de descargas en el vacío y en gases, realizados por William Crookes