Prečo je oceľ chladnejšia ako drevo?

Vojdite do miestnosti, v ktorej nájdete oceľovú tyč a drevenú palicu, dotknite sa ich oboch a zistíte, že oceľová tyč je chladnejšia. Na prvé začervenanie to nemá zmysel, pretože tyčinka aj tyčinka sú v tej istej miestnosti, takže musia mať rovnakú teplotu. Berte však do úvahy tepelnú vodivosť týchto dvoch materiálov a jav sa nezdá byť taký záhadný. Oceľ odvádza teplo z vašich prstov asi 500-krát rýchlejšie ako drevo. Mimochodom, ak nastavíte latku a budete sa držať slnka, všimnete si, že oceľ sa rýchlo stáva príliš horúcou na dotyk, zatiaľ čo drevo nie. Rozdiel v ich tepelnej vodivosti je opäť zodpovedný.

TL; DR (príliš dlhý; Nečítali)

Oceľ má tepelnú vodivosť 50,2 W / mK, zatiaľ čo tepelná vodivosť dreva nie je vyššia ako 0,12 W / mK. Preto je oceľ pri rovnakej teplote chladnejšia ako drevo.

Prsty interpretujú stratu tepla ako chlad

Keď sa dotknete predmetu, ktorý má nižšiu teplotu ako vaše prsty, cíti predmet chladný, pretože teplo prechádza cez prsty do predmetu, nie preto, že do vášho tela preniká chlad. Tok energie je vždy z teplejšieho objektu na chladnejší. Platí to aj pre klimatizácie. Nedodávajú studený vzduch. Namiesto toho čerpajú teplo zo vzduchu, ktorý cirkuluje okolo odparovacích špirál. Čím vyššia je rýchlosť prenosu tepla, tým je predmet chladnejší.

Každý materiál má charakteristickú tepelnú vodivosť

Molekuly v materiáli pri vysokej teplote majú viac kinetickej energie ako molekuly v materiáli pri nízkej teplote teploty, a keď sa materiály dotknú, telo pri vyššej teplote stratí energiu vo forme teplo. Toto sa nazýva tepelná vodivosť a rýchlosť, akou sa to deje, je úmerná ploche prierezu a teplotnému rozdielu a nepriamo úmerná hrúbke materiálu. Je tiež úmerná konštante nazývanej tepelná vodivosť (k), ktorá je charakteristická pre každý materiál.

Vedci zmerali a uviedli do tabuľky tepelnú vodivosť pre väčšinu každodenných materiálov. V systéme merania MKS sú vyjadrené vo wattoch / meter-stupeň Kelvin (W / mK). Nájdete ich tiež vyjadrené v iných jednotkách, napríklad Btu / (hr⋅ft2⋅F) (Britské tepelné jednotky / hodina-stopa stupňa Fahrenheita).

Tepelná vodivosť súvisí s elektrickou vodivosťou. Väčšina materiálov, ktoré dobre vedú teplo, vedie rovnako dobre aj elektrinu a tepelné izolátory sú tiež dobrými elektrickými izolátormi. Výnimkou je diamant, ktorý má vyššiu tepelnú vodivosť ako akýkoľvek kov, ale pre svoju hustú mriežkovú štruktúru nevedie elektrinu.

Tepelné vodivosti ocele a dreva

Tepelná vodivosť ocele je 50,2 W / mK a tá pre drevo je medzi 0,12 a 0,04 W / mK, v závislosti od druhu dreva, jeho hustoty a obsahu vlhkosti. Dokonca aj tepelne vodivá palica z dreva prenáša teplo asi 500-krát pomalšie ako oceľ. Táto pomalá rýchlosť prenosu tepla robí z dreva dobrý tepelný izolátor, priamo tam s izolačnou tehlou a porovnateľný s izoláciou z minerálnej vlny a sklenených vlákien.

  • Zdieľam
instagram viewer