Entrez dans une pièce où vous trouvez une barre d'acier et un bâton de bois, touchez les deux et vous constaterez que la barre d'acier semble plus froide. À première vue, cela n'a aucun sens parce que la barre et le bâton sont dans la même pièce, ils doivent donc être à la même température. Cependant, tenez compte des conductivités thermiques des deux matériaux, et le phénomène ne semble pas aussi mystérieux. L'acier évacue la chaleur de vos doigts environ 500 fois plus vite que le bois. En passant, si vous mettez la barre et le bâton au soleil, vous remarquerez que l'acier devient rapidement trop chaud pour toucher alors que le bois ne fait pas. La différence de leurs conductivités thermiques est de nouveau responsable.
TL: DR (trop long, pas lu)
L'acier a une conductivité thermique de 50,2 W /mK alors que celle du bois n'est pas plus de 0,12 W /mK. C'est pourquoi l'acier est plus froid que le bois à la même température.
Les doigts interprètent la perte de chaleur comme de la froideur
Lorsque vous touchez un objet à une température inférieure à celle de vos doigts, l'objet sent froid parce que la chaleur passe entre vos doigts dans l'objet, pas parce que le froid entre dans votre corps. Le flux d'énergie est toujours de l'objet le plus chaud vers le plus froid. Cela est vrai même pour les climatiseurs. Ils ne fournissent pas d'air froid. Au lieu de cela, ils tirent la chaleur de l'air qui circule autour des serpentins d'évaporation. Plus le taux de transfert de chaleur est élevé, plus l'objet est froid.
Chaque matériau a une conductivité thermique caractéristique
Les molécules d'un matériau à haute température ont plus d'énergie cinétique que celles d'un matériau. matériau à basse température, et lorsque les matériaux se touchent, le corps à haute température perd de l'énergie sous forme de chaleur. C'est ce qu'on appelle la conductance thermique, et la vitesse à laquelle elle se produit est proportionnelle à la surface de la section transversale et la différence de température et inversement proportionnelle à l'épaisseur du matériau. Il est également proportionnel à une constante appelée conductivité thermique (k), caractéristique de chaque matériau.
Les scientifiques ont mesuré et tabulé les conductivités thermiques de la plupart des matériaux de tous les jours. Dans le système de mesure MKS, ils sont exprimés en watts /mètre-degré Kelvin (W /mK). Vous pouvez également les trouver dans d'autres unités, telles que Btu /(hr⋅ft 2⋅F) (unités thermiques britanniques /heure-pied-degré Fahrenheit). La conductivité thermique est liée à l'électricité conductivité. La plupart des matériaux qui conduisent bien la chaleur conduisent aussi bien l'électricité, et les isolants thermiques sont également de bons isolants électriques. L'exception est le diamant, qui a une conductivité thermique plus élevée que n'importe quel métal mais, en raison de sa structure en treillis dense, ne conduit pas l'électricité. La conductivité thermique l'acier est de 50,2 W /mK et celui pour le bois entre 0,12 et 0,04 W /mK, selon l'espèce de bois, ainsi que sa densité et sa teneur en eau. Même le bâton de bois le plus thermiquement conducteur transfère la chaleur environ 500 fois plus lentement que l'acier. Ce faible taux de transfert de chaleur fait du bois un bon isolant thermique, juste là-bas avec une brique isolante et comparable à l'isolant de laine de roche et de fibre de verre.
