Почему металлические предметы всегда прохладные на ощупь, даже если находятся в теплом помещении?

Почему металлические предметы всегда прохладные на ощупь? Рисунок © Е.В.

Металлические предметы далеко не всегда прохладные.

Вспомните, насколько горячей кажется ложка в чашке горячего чая. Деревянная ложка, даже если ее нагреть до той же температуры, не будет казаться столь горячей.

Все дело в высокой теплопроводности металла. Температура тела 36,6°C (правда, верхние слои кожи немного холоднее). Если прикоснуться к более холодному предмету, тепло начнет перетекать в него. Температура вблизи поверхности кожи снизится, и мы почувствуем прохладу (или сильный холод, если контраст велик).

Отдаваемое нашим телом тепло нагревает верхние слои холодного предмета. Но если он обладает высокой теплопроводностью (как металл), то энергия быстро растекается по всему объему, рост температуры оказывается незначительным, и перетекание тепла продолжается — мы чувствуем, что предмет остается холодным.

При низкой теплопроводности (как у дерева) внешние слои прогреваются очень быстро — иногда так быстро, что мы даже не обращаем внимания на то, что несколько секунд предмет кажется чуть прохладным. После этого теплоотдача почти останавливается, и мы чувствуем, что предмет согрелся.

С горячими предметами всё обстоит с точностью до наоборот.

Высокая теплопроводность металлов объясняется наличием в них свободных электронов — тех самых, что обеспечивают электропроводность металлов. Электроны в металлах в отличие от атомов не остаются на месте, а быстро перемещаются по всему объему, перенося при этом тепло.

Ответил: Александр Сергеев


10
Показать комментарии (10)
Свернуть комментарии (10)

  • Батарей  | 11.05.2011 | 09:02 Ответить
    То есть теплопередача осуществляется свободными электронами? А можно ссылочку на более подробную информацию об участии электронов в проведении тепла? И чем в таком случае объяснить высокую теплопроводность и низкую электропроводность алмаза?
    Ответить
    • Vladimir_V > Батарей | 19.07.2012 | 17:26 Ответить
      Это вопрос уже несколько за пределами темы. Ключевой момент - теплопроводность, а уже ее генезис - вторичен.
      Кстати, недавно появился новый материал - вспененный никель с микрокапсулами. Теплопроводность - как у пенопласта. А ведь это металл!
      Но такой металл будет на ощупь много теплее любого дерева.
      Ответить
  • aif  | 18.05.2011 | 14:44 Ответить
    Все просто. В металлах переносят тепло в основном электроны (смотреть Видемана -Франца закон). В алмазе нет свободных электронов, и теплопроводность осуществляется за счет колебаний атомов в решетке (фононы).
    Ответить
  • TutorState.com  | 01.07.2011 | 01:40 Ответить
    В ответе не всё правильно, хотя сама ссылка на теплопроводность предметов, как причину, правильная. Главная "фишка" в том, что нервные клетки, служащие датчиками температуры, расположены не в предмете, конечно, а в вашей коже и мерят, фактически, не температуру предмета, а температуру кожи, касающуюся предмета. А дальше как было обьяснено: если теплопроводность предмета высокая, то поверхностная часть кожи, где находятся нервные клетки, меняет температуру в сторону температуры предмета, и, разумеется, чем выше теплопроводность предмета, тем это изменение выше. Поэтому при комнатной температуре, которая ниже температуры тела, когда кожа соприкосается только с воздухом, температура того слоя кожи человека, где располагаются нервные клетки, достаточно далека от температуры воздуха, так как теплопроводность воздуха очень маленькая, но мы воспринимаем "показания" нервных клеток как температуру воздуха. Но вот мы коснулись поверхности металла, имеющего ту же комнатную температуру, и из-за повышения теплопроводности понижается температура кожи, и мы чуствуем это, но воспринимаем как то, что металл холоднее.
    Ответить
  • silly_sad  | 16.09.2011 | 11:52 Ответить
    вообще рубрика гениальная.
    но этот ответ мне категорически не понравился -- его способен понять только тот (кто уже знает о теплопроводности (додумать то (чего автор стыдливо умалчивает) (типо так станет понятнее детем. ага!)))

    а вообще типовое отношение к детям...
    и никаких им картинок не доросли ещё!

    хотя теплопроводность вполне объяснима на пальцах
    Ответить
  • Neznayka  | 29.03.2012 | 15:18 Ответить
    Извиняюсь, но последний комментарий ниочем, а ответ TutorState.com не отвечает на вопрос первого.

    Согласен с silly_sad, очень даже непонятно многое, не то что детям.
    Ответить
  • belyvil  | 09.09.2012 | 22:27 Ответить
    очень прекрасные обьяснения, вообще ничего не понятно о чем тут коментируют детям. прежде чем сказать нужно думать
    Ответить
  • balexei  | 19.10.2012 | 22:45 Ответить
    Где можно прочитать о свойствах "вспененного никеля с микрокапсулами"?
    Ответить
  • Q33NY  | 03.03.2013 | 17:31 Ответить
    Ещё хочется уточнить, что температурные рецепторы кожи чувствуют не столько температуру, сколько её изменение. То есть ощущение тепла - это повышение температуры рецепторов, ощущение холода - понижение. Доказывается просто:
    Берём ёмкость с холодной водой, ёмкость с тёплой водой и какой-нибудь предмет промежуточной температуры. Если подержать руку в холодной воде, а затем потрогать предмет, он покажется тёплым. Если подержать руку в тёплой воде, а затем потрогать предмет, он покажется холодным.
    Ответить
    • роткив > Q33NY | 21.06.2014 | 22:16 Ответить
      банально просто,а главное ничего не объясняет. глубже копай товарищ.
      Ответить
Написать комментарий

Другие вопросы


Элементы

© 2005-2017 «Элементы»