Įeikite į kambarį, kuriame rasite plieninį strypą ir medinę lazdą, palieskite juos abu, ir pamatysite, kad plieninis strypas jaučiasi šaltesnis. Iš pradžių skaistalai tai neturi prasmės, nes ir juosta, ir pagaliukas yra toje pačioje patalpoje, todėl jie turi būti vienodos temperatūros. Tačiau atsižvelkite į abiejų medžiagų šilumos laidumą, ir šis reiškinys neatrodo toks paslaptingas. Plienas praleidžia šilumą iš jūsų pirštų maždaug 500 kartų greičiau nei medis. Beje, jei nustatysite juostą ir laikysitės saulės, pastebėsite, kad plienas greitai tampa per karštas, kad jį liestų, o mediena - ne. Vėlgi atsakingas jų šilumos laidumo skirtumas.
TL; DR (per ilgai; Neskaiciau)
Plieno šilumos laidumas yra 50,2 W / mK, o medienos - ne didesnis kaip 0,12 W / mK. Štai kodėl plienas toje pačioje temperatūroje jaučiasi šaltesnis nei medis.
Pirštai šilumos praradimą aiškina kaip šaltį
Palietus objektą, kurio temperatūra yra žemesnė nei jūsų pirštų, daiktas jaučia šaltį, nes šiluma pro pirštus patenka į daiktą, o ne todėl, kad šaltis patenka į tavo kūną. Energijos srautas visada yra nuo karšto objekto iki šaltesnio. Tai galioja net oro kondicionieriams. Jie nepateikia šalto oro. Vietoj to, jie išskiria šilumą iš oro, kuris cirkuliuoja aplink garavimo ritinius. Kuo didesnis šilumos perdavimo greitis, tuo šaltis jaučiasi šaltesnis.
Kiekviena medžiaga turi būdingą šilumos laidumą
Aukštoje temperatūroje esančios medžiagos molekulės turi daugiau kinetinės energijos nei tos, kurios yra žemoje medžiagoje temperatūros, o kai medžiagos liečiasi, aukštesnės temperatūros kūnas praranda energiją šilumos. Tai vadinama šilumos laidumu, o jo greitis yra proporcingas skerspjūvio plotui ir temperatūros skirtumui bei atvirkščiai proporcingas medžiagos storiui. Tai taip pat proporcinga kiekvienai medžiagai būdingai konstantai, vadinamam šilumos laidumu (k).
Mokslininkai išmatavo ir sudarė lenteles daugumos kasdienių medžiagų laidumui. MKS matavimo sistemoje jie išreiškiami vatais / metro laipsniu Kelvino (W / mK). Taip pat galite juos išreikšti kitais vienetais, pvz., Btu / (hr⋅ft2⋅F) (Didžiosios Britanijos šilumos vienetai / val. Pėdos laipsniai pagal Farenheitą).
Šilumos laidumas yra susijęs su elektros laidumu. Dauguma medžiagų, kurios gerai praleidžia šilumą, taip pat gerai praleidžia elektrą, o šilumos izoliatoriai taip pat yra geri elektros izoliatoriai. Išimtis yra deimantas, kurio šilumos laidumas yra didesnis nei bet kurio metalo, tačiau dėl tankios gardelės struktūros jis nevadina elektros energijos.
Plieno ir medienos šilumos laidumas
Plieno šilumos laidumas yra 50,2 W / mK, o medienos - nuo 0,12 iki 0,04 W / mK, atsižvelgiant į medienos rūšį, taip pat jo tankį ir drėgmės kiekį. Net šilumą laidžiausia medienos lazdelė šilumą perduoda maždaug 500 kartų lėčiau nei plienas. Šis lėtas šilumos perdavimo greitis daro medieną geru šilumos izoliatoriumi, ten pat su izoliacinėmis plytomis ir panašiu į akmens vatos ir stiklo pluošto izoliaciją.