Masuk ke ruangan di mana Anda menemukan batang baja dan tongkat kayu, sentuh keduanya, dan Anda akan menemukan batang baja terasa lebih dingin. Pada rona pertama, ini tidak masuk akal karena batang dan tongkat berada di ruangan yang sama, jadi suhunya harus sama. Namun, pertimbangkan konduktivitas termal dari kedua bahan tersebut, dan fenomena tersebut tidak tampak misterius. Baja menghantarkan panas dari jari Anda sekitar 500 kali lebih cepat daripada kayu. Omong-omong, jika Anda menyetel batang dan tongkat di bawah sinar matahari, Anda akan melihat bahwa baja dengan cepat menjadi terlalu panas untuk disentuh sementara kayu tidak. Perbedaan konduktivitas termal mereka lagi bertanggung jawab.
TL; DR (Terlalu Panjang; Tidak Membaca)
Baja memiliki konduktivitas termal 50,2 W/mK sedangkan kayu tidak lebih dari 0,12 W/mK. Inilah sebabnya mengapa baja terasa lebih dingin daripada kayu pada suhu yang sama.
Jari Menafsirkan Kehilangan Panas sebagai Dingin
Ketika Anda menyentuh benda yang suhunya lebih rendah dari jari-jari Anda, benda itu terasa dingin karena panas masuk melalui jari-jari Anda ke dalam benda, bukan karena dingin masuk ke tubuh Anda. Aliran energi selalu dari benda yang lebih panas ke benda yang lebih dingin. Ini berlaku bahkan untuk AC. Mereka tidak menyediakan udara dingin. Sebaliknya, mereka menarik panas dari udara yang bersirkulasi di sekitar kumparan evaporatif. Semakin tinggi laju perpindahan panas, semakin dingin suatu benda terasa.
Setiap Bahan Memiliki Karakteristik Konduktivitas Termal
Molekul-molekul dalam material pada suhu tinggi memiliki energi kinetik lebih banyak daripada pada material pada suhu rendah suhu, dan ketika bahan bersentuhan, tubuh pada suhu yang lebih tinggi kehilangan energi dalam bentuk panas. Ini disebut konduktansi termal, dan laju terjadinya sebanding dengan luas penampang dan perbedaan suhu dan berbanding terbalik dengan ketebalan material. Ini juga sebanding dengan konstanta yang disebut konduktivitas termal (k), yang merupakan karakteristik untuk setiap bahan.
Para ilmuwan telah mengukur dan membuat tabulasi konduktivitas termal untuk sebagian besar bahan sehari-hari. Dalam sistem pengukuran MKS, mereka dinyatakan dalam watt/meter-derajat Kelvin (W/mK). Anda juga dapat menemukan mereka dinyatakan dalam unit lain, seperti Btu/(hrâ‹…ft2F) (Unit Termal Inggris/jam-kaki-derajat Fahrenheit).
Konduktivitas termal berhubungan dengan konduktivitas listrik. Sebagian besar bahan yang menghantarkan panas dengan baik juga menghantarkan listrik dengan baik, dan isolator panas juga merupakan isolator listrik yang baik. Pengecualiannya adalah berlian, yang memiliki konduktivitas termal lebih tinggi daripada logam apa pun, tetapi karena struktur kisinya yang padat, tidak dapat menghantarkan listrik.
Konduktivitas Termal Baja dan Kayu
Konduktivitas termal baja adalah 50,2 W/mK, dan untuk kayu antara 0,12 dan 0,04 W/mK, tergantung pada jenis kayu, serta kepadatan dan kadar airnya. Bahkan tongkat kayu yang paling konduktif secara termal mentransfer panas sekitar 500 kali lebih lambat daripada baja. Laju perpindahan panas yang lambat ini membuat kayu menjadi isolator panas yang baik, di atas sana dengan batu bata isolasi dan sebanding dengan wol batu dan isolasi fiberglass.