Gå in i ett rum där du hittar en stålstång och en träpinne, rör vid båda, så hittar du stålstången känns kallare. Vid första rodnad är det inte meningsfullt eftersom både stången och pinnen är i samma rum, så de måste ha samma temperatur. Ta dock hänsyn till de två materialens värmeledningsförmåga, och fenomenet verkar inte lika mystiskt. Stål leder värme ur fingrarna cirka 500 gånger snabbare än trä. Förresten, om du ställer stången och håller fast i solen, kommer du att märka att stålet snabbt blir för varmt att röra medan träet inte gör det. Skillnaden i deras värmeledningsförmåga är återigen ansvarig.
TL; DR (för lång; läste inte)
Stål har en värmeledningsförmåga på 50,2 W /mK medan den för trä inte är mer än 0,12 W /mK. Därför känns stål kallare än trä vid samma temperatur.
Fingrar tolkar värmeförlust som kyla.
När du rör vid ett föremål som är vid en lägre temperatur än fingrarna, känns objektet kallt eftersom värme går genom fingrarna in i föremålet, inte för att kyla kommer in i kroppen. Energiflödet är alltid från det hetare objektet till det kallare. Detta gäller även för luftkonditioneringsapparater. De tillför inte kall luft. Istället drar de värme ur luften som cirkulerar runt förångningsspolarna. Ju högre värmeöverföringshastighet, desto kallare känns ett objekt.
Varje material har en karakteristisk termisk konduktivitet.
Molekylerna i ett material vid hög temperatur har mer kinetisk energi än de i ett material vid en låg temperatur, och när materialen rör, tappar kroppen vid högre temperatur energi i form av värme. Detta kallas termisk konduktans, och hastigheten med vilken det sker är proportionell mot tvärsnittsarea och temperaturskillnad och omvänt proportionell mot materialtjockleken. Det är också proportionerligt med en konstant som kallas värmeledningsförmåga (k), som är karakteristisk för varje material.
Forskare har uppmätt och tabellerat värmeledningsförmågan för de flesta dagliga material. I MKS-mätsystemet uttrycks de i watt /meter-grad Kelvin (W /mK). Du kan också hitta dem uttryckta i andra enheter, till exempel Btu /(hr⋅ft 2⋅F) (brittiska värmeenheter /timme-fots grad Fahrenheit). Värmeledningsförmåga är relaterad till elektrisk ledningsförmåga. De flesta material som leder värme väl leder också 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 dess täta gitterkonstruktion leder inte elektricitet. Stålens värmeledningsförmåga är 50,2 W /mK, och det för trä är mellan 0,12 och 0,04 W /mK, beroende på träslag, liksom dess densitet och fuktinnehåll. Till och med den mest termiskt ledande träpinnen överför värme cirka 500 gånger långsammare än stål. Denna långsamma värmeöverföring gör trä till en bra värmeisolator, där uppe med isolerande tegelsten och jämförbar med stenull och glasfiberisolering.
Termisk ledningsförmåga i stål och trä.