mofles/iStock/GettyImages
Imaginez-vous debout dans une pièce avec une barre d'acier et un bâton en bois. Touchez les deux et la barre d’acier semble sensiblement plus froide, même si elles partagent la même température ambiante. Cette perception n'est pas un mystère :elle découle des propriétés fondamentales des matériaux, notamment de leur conductivité thermique.
La conductivité thermique de l'acier est de 50,2Wm⁻¹K⁻¹, tandis que celle du bois varie de 0,04 à 0,12Wm⁻¹K⁻¹. La différence (plus de 500 fois) explique pourquoi l'acier semble plus froid.
Lorsqu’un objet est plus froid que votre peau, la chaleur s’écoule naturellement de vos doigts vers l’objet. La sensation de froid est le résultat de cette perte de chaleur de votre corps, et non de l’entrée du « froid ». Le taux de transfert de chaleur détermine la sensation de froid d'un objet ; plus la conductivité thermique est élevée, plus la chaleur quitte votre peau rapidement.
La conductivité thermique (k) quantifie l'efficacité avec laquelle un matériau transmet la chaleur. Elle est exprimée en watts par mètre‑degré Kelvin (Wm⁻¹K⁻¹). Des facteurs tels que la composition du matériau, la densité et l'humidité affectent k. Pour la plupart des solides, une conductivité thermique élevée est également corrélée à une bonne conductivité électrique, à l'exception notable du diamant.
K de l'acier =50,2Wm⁻¹K⁻¹. En revanche, le k du bois varie de 0,04 à 0,12 Wm⁻¹K⁻¹, selon l'essence, la densité et l'humidité. Même le bois le plus conducteur thermiquement transfère la chaleur environ 500 fois plus lentement que l’acier. Ce transfert lent fait du bois un excellent isolant, comparable à la brique, à la laine de roche et à la fibre de verre.
Lorsqu'il est exposé au soleil, l'acier chauffe rapidement, devenant trop chaud au toucher, tandis que le bois reste relativement froid :une illustration claire de la façon dont la conductivité régit les changements de température.