Gå in i ett rum där du hittar en stålstång och en träpinne, tryck på dem båda, och du hittar stålstången känns kallare. Vid första rodnad ger det ingen mening eftersom både baren och pinnen är i samma rum, så de måste vara vid samma temperatur. Men ta hänsyn till de termiska ledningsförmågorna hos de två materialen, och fenomenet verkar inte vara så mystiskt. Stål leder värme ur fingrarna cirka 500 gånger snabbare än trä. Förresten, om du sätter stången och håller fast i solen, märker du att stålet snabbt blir för varmt för att röra när träet inte gör det. Skillnaden i deras värmeledningsförmåga är igen ansvarig.

TL; DR (för länge, läste inte)

Stål har en värmeledningsförmåga på 50,2 W /mK medan träet är nej mer än 0,12 W /mK. Därför känns stål kallare än trä vid samma temperatur.

Fingrar tolkar Förlust av värme som kallhet

När du rör ett föremål som har en lägre temperatur än dina fingrar, känns föremålet kallt eftersom värmen går igenom fingrarna i föremålet, inte för att kyla kommer in i kroppen. Energiflödet är alltid från det heta objektet till den kallare. Detta gäller även för luftkonditioneringsapparater. De levererar inte kall luft. Istället drar de värme ur luften som cirkulerar runt förångningsspolarna. Ju högre värmeöverföring, desto kallare är ett föremål.

Varje material har en karakteristisk värmeledningsförmåga

Molekylerna i ett material vid hög temperatur har mer kinetisk energi än de i en material vid låg temperatur, och när materialen rör sig, förlorar kroppen vid högre temperatur energi i form av värme. Detta kallas termisk konduktans, och hastigheten vid vilken den händer är proportionell mot tvärsnittsarean och temperaturskillnaden och omvänt proportionell mot materialets tjocklek. Det är också proportionellt mot en konstant kallad värmeledningsförmåga (k), som är karakteristisk för varje material.

Forskare har mätt och tabulerat de termiska ledningsförhållandena för de flesta vardagliga material. I MKS-mätsystemet uttrycks de i watt /meter-grad Kelvin (W /mK). Du kan också hitta dem uttryckta i andra enheter, såsom Btu /(hr⋅ft ^{2⋅F) (British Thermal Units /Hour-Foot-grad Fahrenheit).}

Värmeledningsförmågan är relaterad till elektrisk ledningsförmåga. De flesta material som utför värme bra, leder även el lika bra, och värmeisolatorer är också bra elektriska isolatorer. Undantaget är diamant, som har en högre värmeledningsförmåga än någon metall, men på grund av sin täta gitterstruktur leder inte elektricitet.

Termiska konduktiviteter i stål och trä

Värmeledningsförmågan hos stål är 50,2 W /mK, och för trä är mellan 0,12 och 0,04 W /mK, beroende på träslaget, dess densitet och fuktinnehåll. Även den mest termiskt ledande stiftet av trä överför värme cirka 500 gånger långsammare än stål. Denna långsamma värmeöverföring gör trä till en bra värmeisolator, helt uppe med isolerande tegel och jämförbar med stenull och glasfiberisolering.