Bir çelik çubuk ve bir tahta çubuk bulduğunuz bir odaya girin, ikisine de dokunun ve çelik çubuğun daha soğuk olduğunu göreceksiniz. İlk bakışta bu bir anlam ifade etmez çünkü hem çubuk hem de çubuk aynı odadadır, dolayısıyla aynı sıcaklıkta olmaları gerekir. Bununla birlikte, iki malzemenin ısıl iletkenliklerini hesaba katarsanız, bu fenomen o kadar gizemli görünmüyor. Çelik, parmaklarınızdaki ısıyı tahtadan yaklaşık 500 kat daha hızlı iletir. Bu arada, çubuğu ayarlayıp güneşte sopa yaparsanız, ahşabın dokunmazken çeliğin hızla dokunamayacak kadar ısındığını fark edeceksiniz. Termal iletkenliklerindeki fark yine sorumludur.
TL; DR (Çok Uzun; Okumadım)
Çeliğin ısı iletkenliği 50,2 W/mK iken ahşabın ısıl iletkenliği 0,12 W/mK'dan fazla değildir. Bu nedenle çelik aynı sıcaklıkta ahşaptan daha soğuk hisseder.
Parmaklar Isı Kaybını Soğukluk Olarak Yorumluyor
Parmaklarınızdan daha düşük sıcaklıktaki bir cisme dokunduğunuzda, cisim üşür, çünkü ısı parmaklarınızdan cisme girer, soğukluk vücudunuza girdiği için değil. Enerji akışı her zaman daha sıcak nesneden daha soğuk olana doğrudur. Bu, klimalar için bile geçerlidir. Soğuk hava sağlamazlar. Bunun yerine, buharlaşma bobinlerinin etrafında dolaşan havadan ısı çekerler. Isı transfer hızı ne kadar yüksek olursa, bir nesne o kadar soğuk hisseder.
Her Malzemenin Karakteristik Bir Termal İletkenliği Vardır
Yüksek sıcaklıktaki bir malzemedeki moleküller, düşük sıcaklıktaki bir malzemedeki moleküllerden daha fazla kinetik enerjiye sahiptir. sıcaklık ve malzemeler temas ettiğinde, daha yüksek sıcaklıktaki vücut şeklinde enerji kaybeder. sıcaklık. Buna termal iletkenlik denir ve meydana gelme hızı, kesit alanı ve sıcaklık farkı ile orantılı ve malzeme kalınlığı ile ters orantılıdır. Ayrıca, her malzeme için karakteristik olan termal iletkenlik (k) adı verilen bir sabitle orantılıdır.
Bilim adamları, çoğu günlük malzeme için termal iletkenlikleri ölçtü ve tablolaştırdı. MKS ölçüm sisteminde watt/metre-derece Kelvin (W/mK) olarak ifade edilirler. Bunları ayrıca Btu/(hr asft gibi diğer birimlerde ifade edilmiş olarak da bulabilirsiniz.2⋅F) (İngiliz Termal Birimleri/saat-ayak-derece Fahrenheit).
Termal iletkenlik, elektrik iletkenliği ile ilgilidir. Isıyı iyi ileten malzemelerin çoğu aynı zamanda elektriği de eşit derecede iyi iletir ve ısı yalıtkanları da iyi elektrik yalıtkanlarıdır. İstisna, herhangi bir metalden daha yüksek bir termal iletkenliğe sahip olan, ancak yoğun kafes yapısı nedeniyle elektriği iletmeyen elmastır.
Çelik ve Ahşabın Isı İletkenlikleri
Çeliğin ısıl iletkenliği 50,2 W/mK'dir ve ahşap için bu, ahşabın türüne, yoğunluğuna ve nem içeriğine bağlı olarak 0,12 ile 0,04 W/mK arasındadır. En termal olarak iletken ahşap çubuk bile ısıyı çelikten yaklaşık 500 kat daha yavaş iletir. Bu yavaş ısı transferi oranı, ahşabı iyi bir ısı yalıtkanı yapar, tam orada yalıtkan tuğla ile ve taş yünü ve fiberglas yalıtımı ile karşılaştırılabilir.