Войдите в комнату, в которой вы найдете стальной стержень и деревянную палку, коснитесь их обоих, и вы обнаружите, что стальной стержень становится холоднее. На первый взгляд это не имеет смысла, потому что и штанга, и палка находятся в одной комнате, поэтому они должны иметь одинаковую температуру. Однако примите во внимание теплопроводность двух материалов, и это явление не кажется таким загадочным. Сталь отводит тепло от ваших пальцев примерно в 500 раз быстрее, чем дерево. Кстати, если вы установите планку и пристанете к солнцу, вы заметите, что сталь быстро становится слишком горячей, чтобы ее можно было трогать, в то время как дерево - нет. Разница в их теплопроводности снова является причиной.
TL; DR (слишком длинный; Не читал)
Сталь имеет теплопроводность 50,2 Вт / мК, а у древесины - не более 0,12 Вт / мК. Вот почему сталь при той же температуре кажется холоднее дерева.
Пальцы интерпретируют потерю тепла как холод
Когда вы касаетесь предмета, температура которого ниже, чем температура ваших пальцев, он кажется холодным, потому что тепло проходит сквозь пальцы в предмет, а не потому, что холод проникает в ваше тело. Поток энергии всегда идет от более горячего объекта к более холодному. Это актуально даже для кондиционеров. Они не подают холодный воздух. Вместо этого они забирают тепло из воздуха, который циркулирует вокруг испарительных змеевиков. Чем выше скорость теплопередачи, тем холоднее ощущается объект.
Каждый материал имеет характерную теплопроводность.
Молекулы в материале при высокой температуре обладают большей кинетической энергией, чем молекулы в материале при низкой температуре. температура, и когда материалы соприкасаются, тело при более высокой температуре теряет энергию в виде нагревать. Это называется теплопроводностью, и скорость, с которой это происходит, пропорциональна площади поперечного сечения и разности температур и обратно пропорциональна толщине материала. Он также пропорционален константе, называемой теплопроводностью (k), которая характерна для каждого материала.
Ученые измерили и составили таблицы теплопроводности большинства повседневных материалов. В системе измерения MKS они выражаются в ваттах на метр градус Кельвина (Вт / мК). Вы также можете найти их, выраженные в других единицах измерения, например Btu / (hr⋅ft2⋅F) (британские тепловые единицы / час-фут-градус Фаренгейта).
Теплопроводность связана с электропроводностью. Большинство материалов, которые хорошо проводят тепло, также хорошо проводят электричество, а теплоизоляторы также являются хорошими электрическими изоляторами. Исключением является алмаз, который имеет более высокую теплопроводность, чем любой металл, но из-за своей плотной решетчатой структуры не проводит электричество.
Теплопроводность стали и дерева
Теплопроводность стали составляет 50,2 Вт / мК, а для древесины - от 0,12 до 0,04 Вт / мК, в зависимости от породы древесины, а также ее плотности и влажности. Даже самая теплопроводная палка из дерева передает тепло примерно в 500 раз медленнее, чем сталь. Такая низкая скорость теплопередачи делает древесину хорошим теплоизоляционным материалом, не уступающим изоляционному кирпичу и сопоставимым с изоляцией из минеральной ваты и стекловолокна.
