Iet telpā, kurā atrodat tērauda stieni un koka nūju, pieskarieties abiem, un jūs atradīsit, ka tērauda stienis jūtas vēsāks. Sākumā sarkt, tam nav jēgas, jo gan stienis, gan nūja atrodas vienā telpā, tāpēc tiem jābūt vienā temperatūrā. Tomēr ņem vērā abu materiālu siltuma vadītspēju, un parādība nešķiet tik noslēpumaina. Tērauds izdala siltumu no pirkstiem apmēram 500 reizes ātrāk nekā koks. Starp citu, ja jūs iestatīsit joslu un paliksit saulē, pamanīsit, ka tērauds ātri kļūst pārāk karsts, lai to varētu pieskarties, kamēr koks nav. Atkal ir atbildīga par to siltumvadītspējas atšķirību.
TL; DR (pārāk ilgi; Nelasīju)
Tērauda siltumvadītspēja ir 50,2 W / mK, bet koksnei - ne vairāk kā 0,12 W / mK. Tāpēc tērauds tajā pašā temperatūrā jūtas vēsāks nekā koks.
Pirksti karstuma zudumu interpretē kā aukstumu
Pieskaroties objektam, kas atrodas zemākā temperatūrā nekā pirksti, objekts jūtas auksts, jo siltums caur pirkstiem nonāk objektā, nevis tāpēc, ka aukstums nonāk jūsu ķermenī. Enerģijas plūsma vienmēr ir no karstāka objekta uz vēsāku. Tas attiecas pat uz gaisa kondicionieriem. Viņi nepiegādā aukstu gaisu. Tā vietā viņi izvelk siltumu no gaisa, kas cirkulē ap iztvaikošanas spolēm. Jo augstāks ir siltuma pārneses ātrums, jo aukstāk objekts jūtas.
Katram materiālam ir raksturīga siltuma vadītspēja
Molekulām materiālā augstā temperatūrā ir lielāka kinētiskā enerģija nekā tām, kas atrodas materiālā zemā temperatūrā temperatūra, un, kad materiāli pieskaras, ķermenis augstākā temperatūrā zaudē enerģiju karstums. To sauc par siltuma vadītspēju, un ātrums, kādā tas notiek, ir proporcionāls šķērsgriezuma laukumam un temperatūras starpībai un apgriezti proporcionāls materiāla biezumam. Tas ir arī proporcionāls konstantam, ko sauc par siltuma vadītspēju (k), kas raksturīga katram materiālam.
Zinātnieki ir izmērījuši un tabulējuši lielākās daļas ikdienas materiālu siltumvadītspēju. MKS mērījumu sistēmā tos izsaka vatos / metra grādos Kelvins (W / mK). Tos var atrast arī citās vienībās, piemēram, Btu / (hr⋅ft2⋅F) (Lielbritānijas termālās vienības / stunda-pēdas grāds pēc Fārenheita).
Siltumvadītspēja ir saistīta ar elektrovadītspēju. Lielākā daļa materiālu, kas labi vada siltumu, vienlīdz labi vada arī elektrību, un siltuma izolatori ir arī labi elektriskie izolatori. Izņēmums ir dimants, kuram ir augstāka siltumvadītspēja nekā jebkuram metālam, bet tā blīvās režģa struktūras dēļ nevada elektrību.
Tērauda un koka siltumvadītspēja
Tērauda siltumvadītspēja ir 50,2 W / mK, bet koksnei - no 0,12 līdz 0,04 W / mK atkarībā no koksnes sugas, kā arī no tā blīvuma un mitruma satura. Pat siltumvadītākā koka nūja siltumu pārnes apmēram 500 reizes lēnāk nekā tērauds. Šis lēnais siltuma pārneses ātrums padara koksni par labu siltumizolatoru tieši tur augšā ar izolācijas ķieģeļiem un salīdzināms ar akmens vates un stikla šķiedras izolāciju.