Entra en una habitación en la que encuentres una barra de acero y un palo de madera, tócalos a ambos y verás que la barra de acero se siente más fría. A primera vista, esto no tiene sentido porque tanto la barra como el palo están en la misma habitación, por lo que deben estar a la misma temperatura. Sin embargo, tenga en cuenta las conductividades térmicas de los dos materiales, y el fenómeno no parece tan misterioso. El acero conduce el calor de los dedos unas 500 veces más rápido que la madera. Por cierto, si pones la barra y te pones al sol, notarás que el acero se calienta rápidamente para tocarlo mientras que la madera no. La diferencia en sus conductividades térmicas es nuevamente responsable.
TL; DR (demasiado largo; No leí)
El acero tiene una conductividad térmica de 50,2 W / mK mientras que la de la madera no supera los 0,12 W / mK. Es por eso que el acero se siente más frío que la madera a la misma temperatura.
Los dedos interpretan la pérdida de calor como frialdad
Cuando tocas un objeto que está a una temperatura más baja que tus dedos, el objeto se siente frío porque el calor pasa a través de tus dedos hacia el objeto, no porque el frío entre en tu cuerpo. El flujo de energía es siempre del objeto más caliente al más frío. Esto es cierto incluso para los acondicionadores de aire. No suministran aire frío. En cambio, extraen calor del aire que circula alrededor de las bobinas evaporativas. Cuanto mayor es la tasa de transferencia de calor, más frío se siente un objeto.
Cada material tiene una conductividad térmica característica
Las moléculas de un material a alta temperatura tienen más energía cinética que las de un material a baja temperatura. temperatura, y cuando los materiales se tocan, el cuerpo a la temperatura más alta pierde energía en forma de calor. Esto se llama conductancia térmica, y la velocidad a la que ocurre es proporcional al área de la sección transversal y la diferencia de temperatura e inversamente proporcional al espesor del material. También es proporcional a una constante llamada conductividad térmica (k), que es característica de cada material.
Los científicos han medido y tabulado las conductividades térmicas de la mayoría de los materiales cotidianos. En el sistema de medición MKS, se expresan en vatios / metro-grado Kelvin (W / mK). También puede encontrarlos expresados en otras unidades, como Btu / (hr⋅ft2⋅F) (Unidades térmicas británicas / hora-pie-grado Fahrenheit).
La conductividad térmica está relacionada con la conductividad eléctrica. La mayoría de los materiales que conducen bien el calor también conducen la electricidad igualmente bien, y los aislantes térmicos también son buenos aislantes eléctricos. La excepción es el diamante, que tiene una conductividad térmica más alta que cualquier metal pero, debido a su densa estructura reticular, no conduce electricidad.
Conductividades térmicas del acero y la madera
La conductividad térmica del acero es de 50,2 W / mK, y la de la madera está entre 0,12 y 0,04 W / mK, dependiendo de la especie de madera, así como de su densidad y contenido de humedad. Incluso la barra de madera con mayor conductividad térmica transfiere el calor unas 500 veces más lentamente que el acero. Esta lenta tasa de transferencia de calor hace que la madera sea un buen aislante térmico, a la altura del ladrillo aislante y comparable al aislamiento de lana de roca y fibra de vidrio.