При какой температуре металлические предметы будут казаться
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.
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?
Vladimir_V Батарей 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.
taras Vladimir_V 12:32 Ответить
Металлическая пена и электричество проводит плохо. А тепло электроны всё таки даже в сплошном металле переносят хуже, чем электрический заряд.
taras Батарей 12:31 Ответить
Тем, что электроны - не единственный переносчик. Электроны проводимости - лучший переносчик, из имеющихся в твёрдых телах. Но ещё лучше тепло переносятся молекулами жидкости или газа. Или атомами в случае одноатомного газа, или металлического расплава. Но не всегда, а только при эффективной конвекции. Если греть сверху, то тепло атомами и молекулами жидкостей и газов переносится очень плохо. Поэтому то вата - хороший тепло-изолятор: там очень затруднена конвекция. И несколько хуже, чем электроны, но иногда тоже не плохо тепло переносится атомами кристалла. Если убрать один переносчик, то определяющее значение получает следующий. В кристалле алмаза тепло хорошо передают атомы самого кристалла, в металле они бы это делали не хуже, да вот беда - электроны проводимости уже переносят слишком большую тепловую мощность и самому кристаллу остаются крохи.
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).
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.
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
taras silly_sad 12:59 Ответить
taras silly_sad 13:01 Ответить
"хотя теплопроводность вполне объяснима на пальцах" Ну попробуй объяснить. Я кандидат наук. Но даже я скорей всего НЕ пойму. Поймёт ли Хоккинг? Чёрт его знает.
Neznayka 29.03.2012 15:18 Ответить
Согласен с silly_sad, очень даже непонятно многое, не то что детям.
belyvil 09.09.2012 22:27 Ответить
очень прекрасные обьяснения, вообще ничего не понятно о чем тут коментируют детям. прежде чем сказать нужно думать
taras belyvil 13:03 Ответить
balexei 19.10.2012 22:45 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.
роткив Q33NY 22:16 Ответить
taras Q33NY 13:09 Ответить
У человека они чувствуют именно температуру. Доказывается просто: попробуй залезть в прохладную воду и постепенно её нагреть до 40-ка градусов. Как бы медленно вода ни нагревалась, ты почувствуешь тепло. У лягушек тепловые рецепторы чувствуют производную температуры по времени. Доказывается просто: берём двух лягушек, одну бросаем в кипяток, она выпрыгивает, вторую бросаем в холодную воду и варим на медленном огне, она спокойна. Другое дело, что чем разница в температуре контрастнее, тем легче её почувствовать. Но одномоментно между двумя точками, разделёнными в пространстве, а производную температуры по времени человек не способен почувствовать вообще. Доказывается также просто: попробуй схватиться за нагретое жало паяльника, больно станет только секунд через 5. А металлурги умудрялись даже совать руки в расплав и не чувствовать при этом вообще ничего. А фокус прост: тепловая инерция больше нервной. То есть чтоб даже кожа нагрелась, нужно как минимум несколько секунд, а сравнение происходит на масштабе долей секунды, максимум где то пары третий.
T_Im 12.05.2017 23:56 Ответить
ИМХО, в объяснении упущен главный ключевой момент: теплое помещение (следовательно, и находящиеся в нем металлические предметы), как правило, _заведомо_ холоднее человеческого тела (20+C и 30+C, почему так получилось - это уже другой детский вопрос). И уже из этого факта и высокой теплопроводности металла следует ощущение холода.
taras T_Im 13:16 Ответить
Чтоб почувствовать перепад в жалкие 6 градусов, нужна гиря где то под центнер. А перепад между кожей кистей рук и снегом я, например, ощущаю, когда он превышает 60 градусов. Между той же кожей и воздухом - начиная с 80-ти градусов. И или как правило, что значит обычно, то есть всё таки не всегда, или заведомо. Крокодил зелёный не может быть синим как морковка.
taras 10.10.2017 12:19 Ответить
f_const 20.11.2017 09:32 Ответить
Значение имеет не только теплопроводность, но и теплоемкость, они в этом процессе на равных правах. На всякий случай приведу здесь точный результат, а уж как его объяснять детям - это отдельный вопрос. Пусть два тела с разной теплоемкостью, теплопроводностью и температурой приходят в соприкосновение по плоской поверхности. В точке контакта температура принимает значение, равное среднему взвешенному из температур тел, причем веса равны корням из произведений теплоемкости на теплопроводность. Т.е., если у нас есть тело с высокой теплопроводностью, но низкой теплоемкостью, оно тоже может быть на ощупь теплым. Температура точки контакта далее не меняется (если теплопроводности и теплоемкости постоянны, не зависят ни от температуры, ни от координаты). Это можно вывести качественным способом: на границе тел образуется своего рода общий тепловой резервуар, в котором температура близка к однородной, причем этот резервуар распространяется вглубь тел на глубины порядка корня из температуропроводности (это теплопров. деленная на теплоемкость), умноженной на время контакта. Складывая внутренние энергии частей резервуара, относящихся к разным телам, и деля на суммарную их теплоемкость, мы как раз и получим то, что написано выше.
Интересно, что температура точки контакта со временем не меняется.
То, что мы, прикасаясь к холодному предмету, со временем перестаем чувствовать холод - это следствие дополнительных факторов: конечности размера предмета (часть теплового резервуара со стороны предмета в конце концов не сможет дальше расширяться, т.е. предмет, грубо говоря, уже весь прогрелся), переноса тепла кровью (тепловой резервуар со стороны нашего тела достиг области, где перенос тепла уже не чисто теплопроводностью) или попросту снижения нервной реакции.
Интересны варианты с переменной по глубине теплопроводностью. Тот же ход размышлений приведет нас к тому, что температура точки контакта будет меняться в зависимости от того, какие области со временем включаются в тепловой резервуар. Здесь можно привести такие наглядные примеры. Если мы берем в руки кусок фольгированной теплоизоляции при комнатной температуре и ниже, мы сначала ощущаем холод - очень недолго, доли секунды, а потом - тепло. Можно сделать и наоборот - например, накрыть на холоде металлический предмет нетолстой тканью. Сначала будем ощущать слабую прохладу, со временем - более сильный холод.
icWasya 06.05.2019 20:19 Ответить
Есть ещё класс веществ, которые хорошо проводят электрический ток, но плохо проводят тепло - сверхпроводники. Тепло сначала передаётся кристаллической решотке, а уж затем электронаь, которые разносят его по всему объёму. Свободных(почти) электронов - полно, но они никак не взаимодействуют с атомами. Жаль на ощупь это проверить нельзя :(
Почему зимой на улице металл холоднее дерева?
Зимой металл на ощупь холоднее дерева. Объясняется это высокой теплопроводностью металла по сравнению с деревом. В сорокоградусную жару по этой причине металл будет казаться более горячим, чем дерево, так как будет более интенсивно отдавать тепло.
Почему зимой на улице металл на ощупь кажется холоднее дерева при какой температуре металл и дерево будут казаться на ощупь одинаково нагретыми?
Теплопроводность у металла больше, чем у дерева. . Поэтому в первом случае металл кажется теплее дерева, а во втором — холоднее. Очевидно, что при температуре, равной температуре нашего тела, когда обмена теплом не будет, и металл и дерево будут наощупь казаться одинаково нагретыми.
Почему на ощупь холодный металл кажется холоднее холодного дерева а горячий металл горячее горячего дерева это ясно потому что у них разная?
Все дело в высокой теплопроводности металла. . 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.
Почему металл кажется холоднее чем дерево?
Металл отдаёт (забирает) тепло быстрее, а дерево значительно медленнее. Именно поэтому металл только кажется более холодным, на самом деле и металл, и дерево имеют одинаковую температуру.
Почему металл на ощупь холодный?
Металлы, как правило, являются хорошими проводниками тепла, поэтому металл кажется холоднее воздуха, даже если температура одинакова. . Последнее замечание: скорость, с которой тепло (энергия) выводится из вашего тела, определяет, воспринимаете ли вы материал как холодный или нет, даже если температура одинакова.
Почему металлические предметы находящиеся в комнате на ощупь кажутся холоднее чем деревянные?
Комнатная температура ниже температуры тела, а металл лучше проводит тепло чем дерево, поэтому когда вы касаетесь металлических предметов при комнатной температуре, тепло от вашего тела быстрее отводится чем когда вы касаетесь деревянных предметов и поэтому металлические кажутся холоднее.
Какой металл не нагревается?
Американские физики обнаружили металл, который проводит электричество, не нагреваясь при этом. Речь идет о металлическом диоксиде ванадия (VO2). . Этот материал известен способностью превращаться из диэлектрика в электропроводный металл при температуре 67 градусов по Цельсию.
Почему металл быстро нагревается?
Чем больше теплопроводность металла, тем быстрее и равномернее он нагревается. Благодаря своей высокой теплопроводности металлы широко используются в тех случаях, когда необходимо быстрое нагревание или охлаждение.
Почему стальные ножницы кажутся холоднее?
Поскольку теплопроводность металла выше теплопроводности дерева, тепло переданное изделию из металла, распространяется в нем гораздо быстрее, чем в изделии из дерева. Поэтому ножницы кажутся на ощупь холоднее карандаша.
Почему в жаркий день на улице металл на ощупь?
Объясняется это высокой теплопроводностью металла по сравнению с деревом. . В сорокоградусную жару по этой причине металл будет казаться более горячим, чем дерево, так как будет более интенсивно отдавать тепло.
Почему в жаркий летний день на улице металл на ощупь кажется более нагретым чем дерево при какой температуре и железо и дерево будут казаться на ощупь одинаково нагретыми?
Почему металл на ощупь кажется холоднее дерева при той же температуре?
Почему зимой на улице металл на ощупь кажется холоднее дерева при какой температуре и металл и дерево будут казаться на Ощуп одинаково нагретыми?
№959. Зимой металл на ощупь холоднее дерева. Объясняется это высокой теплопроводностью металла по сравнению с деревом. В сорокоградусную жару по этой причине металл будет казаться более горячим, чем дерево, так как будет более интенсивно отдавать тепло.
Почему железо кажется холодным?
У металлов множество свободных электронов, которые, получая некоторое тепло, ускоряются, тем самым задевая соседние частицы, а значит, нагревают материал. У дерева нет свободных частиц, поэтому тепло получают лишь молекулы поверхности, постепенно передавая его вглубь древесины. Поэтому железо и кажется таким холодным.
Почему дерево на ощупь теплее металла?
Можно ли определить температуру предмета без термометра?
Без термометра выяснить точное значение температуры воды невозможно, но можно приблизительно узнать степень охлаждения или нагрева жидкости. Если вода испаряется, значит, она горячая (70-95°С).
Чем отличается тепло от температуры?
Тепло - это количество энергии в теле. Температура является мерой интенсивности тепла. Общая кинетическая и потенциальная энергия, содержащаяся в молекулах объекта. Средняя кинетическая энергия молекул в веществе.
Почему металлические предметы в комнате кажутся на ощупь более холодными?
Почему на ощупь холодный металл кажется холоднее дерева?
Почему в комнате на ощупь разные предметы кажутся разной температуры?
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. . Электроны в металлах в отличие от атомов не остаются на месте, а быстро перемещаются по всему объему, перенося при этом тепло.
Какие вещества хорошо проводят тепло?
Лучшие проводники тепла — металлы (особенно серебро, медь). Хуже всего проводят тепло теплоизоляторы — воздух, войлок, древесина. Плохая теплопроводность воздуха используется в наших домах — слой воздуха между двойными стеклами окон является прекрасным теплоизолятором.
Почему металлические предметы всегда прохладные на ощупь, даже если находятся в теплом помещении?
Читайте также: