היכנס לחדר בו תמצא מוט פלדה ומקל עץ, גע בשניהם ותגלה כי מוט הפלדה מרגיש קר יותר. בהתחלה סומק, זה לא הגיוני מכיוון שגם הבר וגם המקל נמצאים באותו חדר, ולכן הם חייבים להיות באותה הטמפרטורה. עם זאת, קחו בחשבון את המוליכות התרמית של שני החומרים, והתופעה לא נראית מסתורית. פלדה מוליכה חום מהאצבעות שלך פי 500 מהר יותר מעץ. אגב, אם תגדיר את המוט ותתקע בשמש, תבחין שהפלדה הופכת במהירות חמה מדי למגע בזמן שהעץ לא. ההבדל במוליכות התרמית שלהם אחראי שוב.
TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)
פלדה מוליכה תרמית של 50.2 W / mK ואילו של עץ לא יותר מ 0.12 W / mK. זו הסיבה שפלדה מרגישה קר יותר מעץ באותה טמפרטורה.
אצבעות מפרשות את אובדן החום כקור
כשאתה נוגע באובייקט שטמפרטורה נמוכה יותר מהאצבעות שלך, האובייקט מרגיש קר מכיוון שחום עובר דרך האצבעות אל האובייקט, לא בגלל שקור נכנס לגופך. זרימת האנרגיה היא תמיד מהאובייקט החם יותר אל הקר יותר. זה נכון אפילו לגבי מזגנים. הם לא מספקים אוויר קר. במקום זאת הם מוציאים חום מהאוויר שמסתובב סביב סלילי האידוי. ככל שקצב העברת החום גבוה יותר, כך האובייקט מרגיש קר יותר.
לכל חומר מוליכות תרמית אופיינית
למולקולות בחומר בטמפרטורה גבוהה יש יותר אנרגיה קינטית מאלו שבחומר בשפל וכאשר החומרים נוגעים, הגוף בטמפרטורה גבוהה יותר מאבד אנרגיה בצורה של חוֹם. זה נקרא מוליכות תרמית, והקצב שבו זה קורה פרופורציונאלי לשטח חתך והפרש טמפרטורה וביחס הפוך לעובי החומר. זה גם פרופורציונאלי לקבוע הנקרא מוליכות תרמית (k), האופייני לכל חומר.
מדענים מדדו וניהלו את המוליכות התרמית של רוב החומרים היומיומיים. במערכת המדידה MKS הם באים לידי ביטוי בוולט / קלווין מטר (W / mK). אתה יכול למצוא אותם גם לידי ביטוי ביחידות אחרות, כגון Btu / (hr⋅ft2⋅F) (יחידות תרמיות בריטיות / פרנהייט ברגל שעה).
מוליכות תרמית קשורה למוליכות חשמלית. מרבית החומרים המוליכים חום היטב מוליכים גם כן חשמל באותה מידה, ומבודדי חום הם גם מבודדי חשמל טובים. היוצא מן הכלל הוא יהלום, בעל מוליכות תרמית גבוהה יותר מכל מתכת, אך בגלל מבנה הסריג הצפוף אינו מוליך חשמל.
מוליכות תרמית של פלדה ועץ
מוליכות תרמית של פלדה היא 50.2 ואט / מק"ק, ועץ הוא בין 0.12 ל -0.04 ואט / מק"ט, בהתאם לסוג העץ, כמו גם צפיפותו ותכולת הלחות שלו. אפילו המקל המוליך ביותר של עץ מעביר חום פי 500 לאט יותר מפלדה. קצב העברת חום איטי זה הופך את העץ לבודד חום טוב, שם למעלה עם לבנים מבודדות ומשווה לבידוד צמר סלעים ופיברגלס.
