Gå ind i et rum, hvor du finder en stålstang og en træpind, rør ved dem begge, så finder du, at stålstangen føles koldere. Ved første rødme giver det ingen mening, fordi både stangen og stokken er i samme rum, så de skal have samme temperatur. Tag dog højde for de to materialers varmeledningsevne, og fænomenet virker ikke så mystisk. Stål leder varme ud af fingrene omkring 500 gange hurtigere end træ. Forresten, hvis du sætter bjælken og holder dig i solen, vil du bemærke, at stålet hurtigt bliver for varmt til at røre, mens træet ikke gør det. Forskellen i deres varmeledningsevne er igen ansvarlig.
TL; DR (for lang; Har ikke læst)
Stål har en varmeledningsevne på 50,2 W / mK, mens træet ikke er mere end 0,12 W / mK. Derfor føles stål koldere end træ ved samme temperatur.
Fingre fortolker tab af varme som kulde
Når du rører ved et objekt, der har en lavere temperatur end dine fingre, føles objektet koldt, fordi varmen går gennem fingrene ind i objektet, ikke fordi kulde kommer ind i din krop. Strømmen af energi er altid fra den varmere genstand til den koldere. Dette gælder selv for klimaanlæg. De leverer ikke kold luft. I stedet trækker de varme ud af luften, der cirkulerer omkring fordampningsspolerne. Jo højere varmeoverførselshastigheden er, jo koldere føler en genstand.
Hvert materiale har en karakteristisk termisk ledningsevne
Molekylerne i et materiale ved en høj temperatur har mere kinetisk energi end dem i et materiale ved en lav temperatur, og når materialerne rører ved, mister kroppen ved den højere temperatur energi i form af varme. Dette kaldes termisk ledningsevne, og den hastighed, hvormed det sker, er proportionalt med tværsnitsarealet og temperaturforskellen og omvendt proportionalt med materialetykkelsen. Det er også proportionalt med en konstant kaldet termisk ledningsevne (k), som er karakteristisk for hvert materiale.
Forskere har målt og tabellagt de termiske ledningsevner for de fleste daglige materialer. I MKS-målesystemet udtrykkes de i watt / meter-grad Kelvin (W / mK). Du kan også finde dem udtrykt i andre enheder, såsom Btu / (hr⋅ft2⋅F) (britiske termiske enheder / time-fod-grad Fahrenheit).
Varmeledningsevne er relateret til elektrisk ledningsevne. De fleste materialer, der leder varme godt, leder også elektricitet lige så godt, og varmeisolatorer er også gode elektriske isolatorer. Undtagelsen er diamant, som har en højere varmeledningsevne end noget metal, men på grund af dens tætte gitterstruktur ikke leder elektricitet.
Termisk ledningsevne af stål og træ
Stålets varmeledningsevne er 50,2 W / mK, og den for træ er mellem 0,12 og 0,04 W / mK afhængigt af træarten såvel som densitet og fugtindhold. Selv den mest varmeledende pind af træ overfører varme ca. 500 gange langsommere end stål. Denne langsomme varmeoverførselshastighed gør træ til en god varmeisolator, lige deroppe med isolerende mursten og kan sammenlignes med stenuld og glasfiberisolering.