Vejděte do místnosti, kde najdete ocelovou tyč a dřevěnou hůl, dotkněte se obou a zjistíte, že ocelová tyč je chladnější. Na první pohled to nedává smysl, protože tyčinka i tyčinka jsou ve stejné místnosti, takže musí mít stejnou teplotu. Vezměte však v úvahu tepelnou vodivost obou materiálů a tento jev se nezdá být tak záhadný. Ocel odvádí teplo z vašich prstů asi 500krát rychleji než dřevo. Mimochodem, pokud nastavíte laťku a budete se držet na slunci, všimnete si, že ocel se rychle stává příliš horkou na dotek, zatímco dřevo ne. Rozdíl v jejich tepelné vodivosti je opět zodpovědný.
TL; DR (příliš dlouhý; Nečetl)
Ocel má tepelnou vodivost 50,2 W / mK, zatímco dřevěná není vyšší než 0,12 W / mK. Proto je ocel při stejné teplotě chladnější než dřevo.
Prsty interpretují ztrátu tepla jako chlad
Když se dotknete předmětu, který má nižší teplotu než vaše prsty, cítí se předmět chladný, protože teplo prochází prsty do předmětu, nikoli proto, že do vašeho těla vstupuje chlad. Tok energie je vždy z teplejšího objektu do chladnějšího. To platí i pro klimatizační zařízení. Nedodávají chladný vzduch. Místo toho odebírají teplo ze vzduchu, který cirkuluje kolem odpařovacích cívek. Čím vyšší je rychlost přenosu tepla, tím je předmět chladnější.
Každý materiál má charakteristickou tepelnou vodivost
Molekuly v materiálu při vysoké teplotě mají více kinetické energie než ty v materiálu při nízké teplotě při dotyku materiálů ztrácí tělo při vyšší teplotě energii v podobě teplo. Tomu se říká tepelná vodivost a rychlost, jakou se to děje, je úměrná ploše průřezu a teplotnímu rozdílu a nepřímo úměrná tloušťce materiálu. Je také úměrná konstantě zvané tepelná vodivost (k), která je charakteristická pro každý materiál.
Vědci změřili a uvedli do tabulky tepelnou vodivost pro většinu běžných materiálů. V měřicím systému MKS jsou vyjádřeny ve wattech / metr stupně Kelvina (W / mK). Najdete je také vyjádřené v jiných jednotkách, například Btu / (hr⋅ft2⋅F) (British Thermal Units / hour-foot-degree Fahrenheit).
Tepelná vodivost souvisí s elektrickou vodivostí. Většina materiálů, které dobře vedou teplo, vede stejně dobře i elektřinu a tepelné izolátory jsou také dobrými elektrickými izolátory. Výjimkou je diamant, který má vyšší tepelnou vodivost než jakýkoli kov, ale kvůli své husté mřížové struktuře nevodí elektřinu.
Tepelné vodivosti oceli a dřeva
Tepelná vodivost oceli je 50,2 W / mK, a pro dřevo je mezi 0,12 a 0,04 W / mK, v závislosti na druhu dřeva, jeho hustotě a obsahu vlhkosti. Dokonce i tepelně nejvodivější dřevěná hůl přenáší teplo asi 500krát pomaleji než ocel. Tato pomalá rychlost přenosu tepla činí ze dřeva dobrý tepelný izolátor, přímo tam s izolační cihlou a srovnatelný s izolací z minerální vlny a skleněných vláken.