Por que o aço parece mais frio do que a madeira?

Entre em uma sala onde você encontra uma barra de aço e um pedaço de madeira, toque em ambos e você verá que a barra de aço parece mais fria. À primeira vista, isso não faz sentido porque a barra e o stick estão na mesma sala, então eles devem estar na mesma temperatura. No entanto, leve em consideração as condutividades térmicas dos dois materiais, e o fenômeno não parece tão misterioso. O aço conduz calor para fora de seus dedos cerca de 500 vezes mais rápido do que a madeira. A propósito, se você colocar a barra e ficar no sol, notará que o aço rapidamente fica quente demais para tocar, enquanto a madeira não. A diferença em suas condutividades térmicas é novamente responsável.

TL; DR (muito longo; Não li)

O aço tem uma condutividade térmica de 50,2 W / mK, enquanto a da madeira não é superior a 0,12 W / mK. É por isso que o aço parece mais frio do que a madeira na mesma temperatura.

Quando você toca um objeto que está em uma temperatura mais baixa do que seus dedos, o objeto parece frio porque o calor passa por seus dedos para o objeto, não porque o frio entra em seu corpo. O fluxo de energia é sempre do objeto mais quente para o mais frio. Isso é verdade até mesmo para aparelhos de ar condicionado. Eles não fornecem ar frio. Em vez disso, eles retiram calor do ar que circula em torno das bobinas evaporativas. Quanto mais alta a taxa de transferência de calor, mais frio o objeto se sente.

As moléculas em um material em alta temperatura têm mais energia cinética do que aquelas em um material em baixa temperatura, e quando os materiais se tocam, o corpo na temperatura mais alta perde energia na forma de aquecer. Isso é chamado de condutância térmica, e a taxa na qual isso acontece é proporcional à área da seção transversal e à diferença de temperatura e inversamente proporcional à espessura do material. Também é proporcional a uma constante chamada condutividade térmica (k), que é característica de cada material.

Os cientistas mediram e tabularam as condutividades térmicas para a maioria dos materiais do dia-a-dia. No sistema de medição MKS, eles são expressos em watts / grau-metro Kelvin (W / mK). Você também pode encontrá-los expressos em outras unidades, como Btu / (hr⋅ft²⋅F) (Unidades térmicas britânicas / grau Fahrenheit hora-pé).

A condutividade térmica está relacionada à condutividade elétrica. A maioria dos materiais que conduzem bem o calor também conduz eletricidade igualmente bem, e os isoladores de calor também são bons isolantes elétricos. A exceção é o diamante, que tem uma condutividade térmica mais alta do que qualquer metal, mas, por causa de sua estrutura de rede densa, não conduz eletricidade.

A condutividade térmica do aço é 50,2 W / mK, e a da madeira está entre 0,12 e 0,04 W / mK, dependendo da espécie da madeira, bem como de sua densidade e teor de umidade. Mesmo o pedaço de madeira mais termicamente condutivo transfere o calor cerca de 500 vezes mais lentamente do que o aço. Essa taxa lenta de transferência de calor torna a madeira um bom isolante térmico, junto com o tijolo isolante e comparável ao isolamento de lã de rocha e fibra de vidro.