Sétáljon be egy szobába, ahol acélrudat és fapálcát talál, érintse meg mindkettőt, és az acélrúd hidegebbnek érzi magát. Eleinte pirulásnak ennek semmi értelme, mert a rúd és a bot is ugyanabban a helyiségben vannak, ezért ugyanazon a hőmérsékleten kell lenniük. Vegye figyelembe azonban a két anyag hővezetőképességét, és a jelenség nem tűnik annyira titokzatosnak. Az acél körülbelül 500-szor gyorsabban vezeti ki az ujjaiból a hőt, mint a fa. By the way, ha beállítja a rudat, és kibír a napsütésben, akkor észreveszi, hogy az acél gyorsan túl meleg lesz ahhoz, hogy megérintse, míg a fa nem. A hővezetési tényezők különbsége ismét felelős.
TL; DR (túl hosszú; Nem olvastam)
Az acél hővezető képessége 50,2 W / mK, míg a faé legfeljebb 0,12 W / mK. Ezért az acél hidegebbnek érzi magát, mint a fa ugyanazon a hőmérsékleten.
Az ujjak a hőveszteséget hidegségként értelmezik
Amikor megérint egy tárgyat, amely alacsonyabb hőmérsékletű, mint az ujjai, a tárgy hidegnek érzi magát, mert a hő az ujjain keresztül megy a tárgyba, nem azért, mert a hidegség belép a testébe. Az energia áramlása mindig a forróbb tárgyról a hidegebbre vezet. Ez még a légkondicionálókra is igaz. Nem adnak hideg levegőt. Ehelyett hőt vesznek ki az elpárologtató tekercsek körül keringő levegőből. Minél nagyobb a hőátadás sebessége, annál hidegebbnek érzi magát egy tárgy.
Minden anyag jellegzetes hővezető képességgel rendelkezik
A magas hőmérsékletű anyag molekuláinak több a mozgási energiája, mint az alacsony anyagban lévő molekuláknak hőmérséklet, és amikor az anyagok összeérnek, a test magasabb hőmérsékleten energiát veszít formájában hő. Ezt nevezzük hővezetőképességnek, és ennek sebessége arányos a keresztmetszeti területtel és a hőmérséklet-különbséggel, és fordítottan arányos az anyag vastagságával. Ez arányos az egyes anyagokra jellemző hővezető képességnek (k) is.
A tudósok a legtöbb mindennapi anyag hővezetési tényezőit megmérték és táblázatokba foglalták. Az MKS mérőrendszerben ezeket watt / méter fok Kelvinben (W / mK) fejezik ki. Megtalálhatja őket más egységekben is kifejezve, például a Btu / (hr⋅ft2⋅F) (brit termálegységek / óra-láb fok Fahrenheit).
A hővezetőképesség összefügg az elektromos vezetőképességgel. A legtöbb hőt jól vezető anyag ugyanolyan jól vezeti az áramot, és a hőszigetelők is jó elektromos szigetelők. Kivételt képez a gyémánt, amelynek hővezető képessége nagyobb, mint bármely fémé, de sűrű rácsszerkezete miatt nem vezet villamos energiát.
Acél és fa hővezetési tényezői
Az acél hővezető képessége 50,2 W / mK, a faanyagé pedig 0,12 és 0,04 W / mK, a fafajtától, valamint annak sűrűségétől és nedvességtartalmától függően. Még a hővezetőbb fa bot is 500-szor lassabban adja át a hőt, mint az acél. Ez a lassú hőátadási sebesség a fát jó hőszigetelővé teszi, ott fent hőszigetelő téglával, és hasonló a kőzetgyapot és az üvegszálas szigeteléshez.