ทำไมเหล็กถึงเย็นกว่าไม้?

เดินเข้าไปในห้องที่คุณพบแท่งเหล็กและแท่งไม้ สัมผัสทั้งสองอันแล้วคุณจะพบว่าแท่งเหล็กเย็นลง บลัชออนครั้งแรกมันไม่สมเหตุสมผลเลยเพราะทั้งแท่งและแท่งอยู่ในห้องเดียวกัน ดังนั้นพวกมันจึงต้องมีอุณหภูมิเท่ากัน อย่างไรก็ตาม ให้คำนึงถึงการนำความร้อนของวัสดุทั้งสองด้วย และปรากฏการณ์นี้ก็ไม่ได้ดูลึกลับแต่อย่างใด เหล็กนำความร้อนออกจากนิ้วของคุณได้เร็วกว่าไม้ประมาณ 500 เท่า อย่างไรก็ตาม หากคุณตั้งแท่งเหล็กและนำไปตากแดด คุณจะสังเกตเห็นว่าเหล็กร้อนเกินไปที่จะสัมผัสได้อย่างรวดเร็วในขณะที่ไม้ไม่สัมผัส ความแตกต่างในการนำความร้อนมีความรับผิดชอบอีกครั้ง

ทีแอล; DR (ยาวเกินไป; ไม่ได้อ่าน)

เหล็กมีค่าการนำความร้อน 50.2 W/mK ในขณะที่ไม้ไม่เกิน 0.12 W/mK นี่คือเหตุผลที่เหล็กรู้สึกเย็นกว่าไม้ที่อุณหภูมิเท่ากัน

นิ้วตีความการสูญเสียความร้อนเป็นความเย็น Cold

เมื่อคุณสัมผัสวัตถุที่มีอุณหภูมิต่ำกว่านิ้วของคุณ วัตถุนั้นจะรู้สึกเย็นเพราะความร้อนผ่านนิ้วของคุณเข้าสู่วัตถุ ไม่ใช่เพราะความเย็นเข้าสู่ร่างกายของคุณ การไหลของพลังงานมักจะมาจากวัตถุที่ร้อนกว่าไปยังวัตถุที่เย็นกว่าเสมอ สิ่งนี้เป็นจริงแม้กระทั่งกับเครื่องปรับอากาศ พวกเขาไม่ได้จัดหาอากาศเย็น แต่จะดึงความร้อนออกจากอากาศที่ไหลเวียนอยู่รอบๆ คอยล์ระเหยแทน ยิ่งอัตราการถ่ายเทความร้อนสูง วัตถุก็จะยิ่งรู้สึกเย็นลงเท่านั้น

วัสดุแต่ละชนิดมีลักษณะการนำความร้อน

โมเลกุลในวัสดุที่อุณหภูมิสูงมีพลังงานจลน์มากกว่าในวัสดุที่อุณหภูมิต่ำ อุณหภูมิและเมื่อวัสดุสัมผัสร่างกายที่อุณหภูมิสูงกว่าจะสูญเสียพลังงานในรูปของ ความร้อน สิ่งนี้เรียกว่าการนำความร้อน และอัตราที่เกิดขึ้นนั้นเป็นสัดส่วนกับพื้นที่หน้าตัดและความแตกต่างของอุณหภูมิ และแปรผกผันกับความหนาของวัสดุ นอกจากนี้ยังเป็นสัดส่วนกับค่าคงที่ที่เรียกว่าค่าการนำความร้อน (k) ซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของวัสดุแต่ละชนิด

นักวิทยาศาสตร์ได้วัดและจัดตารางค่าการนำความร้อนสำหรับวัสดุส่วนใหญ่ในชีวิตประจำวัน ในระบบการวัด MKS จะแสดงเป็นหน่วยวัตต์/เมตร-องศาเคลวิน (W/mK) คุณยังสามารถค้นหามันแสดงในหน่วยอื่น ๆ เช่น Btu/(hr⋅ft2⋅F) (หน่วยความร้อนอังกฤษ/ชั่วโมงฟุต-องศาฟาเรนไฮต์)

การนำความร้อนเกี่ยวข้องกับการนำไฟฟ้า วัสดุส่วนใหญ่ที่นำความร้อนได้ดีสามารถนำไฟฟ้าได้ดีเท่ากัน และฉนวนความร้อนก็เป็นฉนวนไฟฟ้าที่ดีเช่นกัน ข้อยกเว้นคือเพชรซึ่งมีค่าการนำความร้อนสูงกว่าโลหะใดๆ แต่เนื่องจากโครงสร้างตาข่ายหนาแน่นจึงไม่นำไฟฟ้า

ค่าการนำความร้อนของเหล็กและไม้

ค่าการนำความร้อนของเหล็กคือ 50.2 W/mK และสำหรับไม้จะอยู่ระหว่าง 0.12 ถึง 0.04 W/mK ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับชนิดของไม้ ตลอดจนความหนาแน่นและความชื้นของเหล็ก แม้แต่แท่งไม้ที่นำความร้อนได้มากที่สุดก็ยังถ่ายเทความร้อนได้ช้ากว่าเหล็กประมาณ 500 เท่า อัตราการถ่ายเทความร้อนที่ช้านี้ทำให้ไม้เป็นฉนวนความร้อนที่ดี มีอิฐฉนวนและเทียบได้กับขนหินและฉนวนใยแก้ว

  • แบ่งปัน
instagram viewer