при какой температуре металлические предметы будут казаться
При какой температуре металлические предметы будут казаться
SciOne запись закреплена
Почему металлические предметы всегда прохладные на ощупь, даже если находятся в теплом помещении?
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.
При какой температуре металлические предметы будут казаться
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
Показать комментарии (21)
Свернуть комментарии (21)
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 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.
taras Vladimir_V 10.10.2017 12:32 Ответить
Металлическая пена и электричество проводит плохо. А тепло электроны всё таки даже в сплошном металле переносят хуже, чем электрический заряд.
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.
Tutore.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.
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 10.10.2017 12:59 Ответить
Найди ребёнка, который НЕ знает о теплопроводности.
taras silly_sad 10.10.2017 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.
Извиняюсь, но последний комментарий ниочем, а ответ Tutore.com не отвечает на вопрос первого.
Согласен с silly_sad, очень даже непонятно многое, не то что детям.
очень прекрасные обьяснения, вообще ничего не понятно о чем тут коментируют детям. прежде чем сказать нужно думать
Какую букву не разглядел?
Где можно прочитать о свойствах “вспененного никеля с микрокапсулами”?
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.
банально просто,а главное ничего не объясняет. глубже копай товарищ.
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.
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.
В большинстве случаев они тёплые. А иногда даже горячие.
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.
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 при прикосновении к железу или к дереву железо на ощупь холоднее, чем дерево?
И не очень-то и важно, при комнатной температуре или зимой. Ощущения те же.
Почему зимой железо холоднее, чем дерево?
Если помещение и предметы в нем нагреты до температуры тела человека, то он на ощупь не отличит металлический предмет или деревянный, конечно, если фактура поверхности одинаковая. Можете поэкспериментировать. А вот в других условиях, например, при отрицательной температуре достаточно поднести руку, даже не касаться и можно отличить металл от дерева. Рука теплая, а тепло, энергия всегда передается от более нагретых предметов к менее нагретым и эти предметы будут нагреваться, а рука будет остывать и об этом тут же просигнализируют в мозг нервные окончания, рука мерзнет. Но нагревается не весь предмет сразу, а только поверхность, наружный слой, от которого будет нагреваться следующий слой и так далее, пока не нагреется весь предмет от руки. У металла способность передавать тепло внутри предмета выше, чем у дерева, поэтому рука быстро нагреет поверхность деревянного предмета и не так сильно замерзнет. Поскольку в нашей жизни этот опыт проводился много раз с раннего детства, то мы сразу ощутим где дерево, где металл и отдернем руку от металла в мороз, чтобы не повредить кожу.
автор вопроса выбрал этот ответ лучшим
Марина Вологда [214K]
Ответ простой – высокая теплопроводность металла, по сравнению с деревом.
Дадим понятие теплопроводности:
На самом деле, оба предмета имеют одну температуру, но разный состав. Если говорить совсем простыми словами, в морозную погоду железо будет отбирать тепло из руки быстрее из-за множества свободных электронов, чем дерево. Поэтому нам будет казаться в холодную погоду, что металл будет гораздо холоднее дерева.
Ответ конечно заключается в более высокой теплопроводности металлических предметов по сравнению с деревом. Если сравнить температуру поверхности дерева и металла на улице зимой, то окажется, что на самом деле она одинаковая, что дерево, что металл остывают до температуры наружного воздуха. Но при касании металла рукой он кажется более холодным, ведь металл жадно поглощает тепло человеческого тела, отбирая его у руки и рука быстро остывает, ей кажется что металл намного более холодный. Дерево не способно так быстро отнять тепло у тела и потому оно кажется менее холодным. Зато если металл нагреется от тела, он перестает казаться холодным и тут вопрос только в том, насколько холодным он был первоначально.
железо имеет теплопроводность
Коэффициент теплопроводности железа Ватт/(метр*градус)= 74,4
Коэффициент теплопроводности Дуб 0,23
то есть 74,4/0,23 = 323 раза железо быстрее забирает тепло из вашего пальца
причина наличие большого числа свободных электронов и строение кристаллической решётки
При одинаковой низкой температуре внешней среды (воздуха) и металл и дерево будут иметь одинаковую температуру, если измерить ее термометром. Но человеку при прикосновении одной рукой к дереву, а другой – к металлу покажется, что металл значительно холоднее. При высокой температуре воздуха (в бане) металл покажется обжигающим (поэтому цепочки в бане снимают), а дерево теплым, горячим, но обжигать оно не будет.
Происходит так из-за разной теплопроводности этих материалов. Металл очень быстро проводит тепло, как от руки к металлу, так и наоборот. Дерево тепло проводит медленно, поэтому прикоснувшись к холодному дереву рука сразу согревает его поверхность и в дальнейшем поддерживается терпимая температура поверхности дерева, тепло не уходит сразу вглубь дерева.
Да и все-таки именно более высокая теплопроводность и создает эффект почему железо холоднее дерева при низких температурах. Все дело в том, что железо легко проводит и эдектричество и тепло в отличии от дерева.
Теплопроводность, это способность предмета ( металла или дерева) не только отдавать тепло, а и забирать. Вот теплопроводность у железа гораздо больше, чем у дерева, железо по составу имеет большую плотность, поэтому и теплопроводность выше. Касаясь рукой железа или дерева, вы передаете ему свое тепло, железо берет быстрее и руке становится холодно, кажется что оно холоднее дерева.
Если предметы железо,дерево или еще чтото находяться в одинаковых условиях то температура и будет одинаковая, можете градусником померять.Другое дело что эти предметы имеют разную теплопроводность, например возьмите алюминий и сталь одинакового размера алюминий будет при прикосновении казаться холоднее потому,что при прикосновении человека рукой теплая рука начнет отдавать свое тепло на предмет и тот предмет в которого теплопроводность выше будет кажется вашей руке всегда холоднее
Вадим Крикливец [593]
Это потому что плотность железа намного выше чем у дерева, поэтому теплопроводность (теплоотдача) тоже выше. Так будет в сравнении с любым плотным и пористым материалом.
Железо быстро отдает температуру любым предметам, в том числе и вашей руке.
Температура и железа и дерева совершенно одинаковые! Железо только кажется нам холоднее за счёт того, что его теплопроводность выше и при прикосновении к нему тепло из вашей руки уходит быстрее.
При какой температуре дерево и металл будут
При какой температуре и металл и дерево будут казаться на ощупь одинаково нагретыми?
У металлов намного более высокая теплопроводность по сравнению с деревом. Поэтому если потрогать рукой металл, температура которого ниже температуры кожи на руке, то металл будет отнимать теплоту от кожи, и рецепторы в коже сразу будут сигнализировать в мозг о том, что кожа остывает. То есть что металл холодный. А с деревом такого не будет: дерево почти не “отнимает” теплоту от кожи. И наоборот, если температура металла выше температуры кожи на руке, то рецепторы в коже будут сигнализировать о том, что теплота переходит от металла к коже. То есть что металл теплый (или даже горячий). И только в том случае, когда температура металла равна температуре кожи, металл и дерево будут ощущаться человеком нагретыми одинаково. Можно предположить, что эта температура для ладони руки равна примерно 32°С. Для разных людей эта температура разная, она зависит также от условий (у замерзшего человека температура кожи руки ниже).
Чтобы склеить дерево и металл можно использовать клей на основе каучука. Также можно использовать силиконовые стержни, которые нагреваясь образуют клеющую массу и хорошо склеивают изделия из металла и дерева. Хорошо зарекомендовал себя клей “Суперхват”,а так же двухкомпанентные клеи Permabond ET515 или POXIPOL.
Металл и “дерево” имеют разные свойства теплопроводности. И потому при клеевом соединении эти три составляющие (при наличии разной теплопроводности) дают трещину, которая и является “минусом” для подобных креплений.
Так вот, … а вы Андрей еще не пробовали самым испытанным “дедовским” методом воспользоваться?
Нет? Или не догадались? – Так механическое соединение же:
Так что … вполне можно обойтись и без химических способов соединения, используя механический метод креплений.
Потому что металл обладает большей теплопроводностью нежели дерево и из – за этого металл на солнце нагревается быстрее чем дерево. В то же время из – за теплопроводности дерево отдаёт своё тепло гораздо медленнее чем металл. Вследствие этих двух факторов металл на солнце кажется горячее чем дерево. Если же вы выйдете на улицу ночью или зимой когда температуры низкие вы обнаружите, что металл наоборот кажется холоднее.
Сбрасывание листьев называется листопад и это характерно для лиственных деревьев и кустарников. Листопад никак не связан с температурой. Листопад начинается при определенной длине светового дня. День укорачивается, замедляется и прекращается фотосинтез, разрушается хлорофилл и дерево сбрасывает листья.Конечно, листопад совпадает с низкими температурами, характерными для осени.
да листья деревьев могут быть помехой радиоволн
листья содержат воду
вода отражает радиоволны
т.е. зависит от воды в составе помехи
чем больше длинна волны тем меньшую энергию она несет она может как поглощаться так и отражаться в зависимости от частоты волны
Почему при прикосновении к железу или к дереву железо на ощупь холоднее, чем дерево?
И не очень-то и важно, при комнатной температуре или зимой. Ощущения те же.
Почему зимой железо холоднее, чем дерево?
Если помещение и предметы в нем нагреты до температуры тела человека, то он на ощупь не отличит металлический предмет или деревянный, конечно, если фактура поверхности одинаковая. Можете поэкспериментировать. А вот в других условиях, например, при отрицательной температуре достаточно поднести руку, даже не касаться и можно отличить металл от дерева. Рука теплая, а тепло, энергия всегда передается от более нагретых предметов к менее нагретым и эти предметы будут нагреваться, а рука будет остывать и об этом тут же просигнализируют в мозг нервные окончания, рука мерзнет. Но нагревается не весь предмет сразу, а только поверхность, наружный слой, от которого будет нагреваться следующий слой и так далее, пока не нагреется весь предмет от руки. У металла способность передавать тепло внутри предмета выше, чем у дерева, поэтому рука быстро нагреет поверхность деревянного предмета и не так сильно замерзнет. Поскольку в нашей жизни этот опыт проводился много раз с раннего детства, то мы сразу ощутим где дерево, где металл и отдернем руку от металла в мороз, чтобы не повредить кожу.
автор вопроса выбрал этот ответ лучшим
Марина Вологда
[198K]
Ответ простой – высокая теплопроводность металла, по сравнению с деревом.
Дадим понятие теплопроводности:
На самом деле, оба предмета имеют одну температуру, но разный состав. Если говорить совсем простыми словами, в морозную погоду железо будет отбирать тепло из руки быстрее из-за множества свободных электронов, чем дерево. Поэтому нам будет казаться в холодную погоду, что металл будет гораздо холоднее дерева.
Ответ конечно заключается в более высокой теплопроводности металлических предметов по сравнению с деревом. Если сравнить температуру поверхности дерева и металла на улице зимой, то окажется, что на самом деле она одинаковая, что дерево, что металл остывают до температуры наружного воздуха. Но при касании металла рукой он кажется более холодным, ведь металл жадно поглощает тепло человеческого тела, отбирая его у руки и рука быстро остывает, ей кажется что металл намного более холодный. Дерево не способно так быстро отнять тепло у тела и потому оно кажется менее холодным. Зато если металл нагреется от тела, он перестает казаться холодным и тут вопрос только в том, насколько холодным он был первоначально.
железо имеет теплопроводность
Коэффициент теплопроводности железа Ватт/(метр*градус)= 74,4
Коэффициент теплопроводности Дуб 0,23
то есть 74,4/0,23 = 323 раза железо быстрее забирает тепло из вашего пальца
причина наличие большого числа свободных электронов и строение кристаллической решётки
При одинаковой низкой температуре внешней среды (воздуха) и металл и дерево будут иметь одинаковую температуру, если измерить ее термометром. Но человеку при прикосновении одной рукой к дереву, а другой – к металлу покажется, что металл значительно холоднее. При высокой температуре воздуха (в бане) металл покажется обжигающим (поэтому цепочки в бане снимают), а дерево теплым, горячим, но обжигать оно не будет.
Происходит так из-за разной теплопроводности этих материалов. Металл очень быстро проводит тепло, как от руки к металлу, так и наоборот. Дерево тепло проводит медленно, поэтому прикоснувшись к холодному дереву рука сразу согревает его поверхность и в дальнейшем поддерживается терпимая температура поверхности дерева, тепло не уходит сразу вглубь дерева.
Да и все-таки именно более высокая теплопроводность и создает эффект почему железо холоднее дерева при низких температурах. Все дело в том, что железо легко проводит и эдектричество и тепло в отличии от дерева.
Теплопроводность, это способность предмета ( металла или дерева) не только отдавать тепло, а и забирать. Вот теплопроводность у железа гораздо больше, чем у дерева, железо по составу имеет большую плотность, поэтому и теплопроводность выше. Касаясь рукой железа или дерева, вы передаете ему свое тепло, железо берет быстрее и руке становится холодно, кажется что оно холоднее дерева.
Если предметы железо,дерево или еще чтото находяться в одинаковых условиях то температура и будет одинаковая, можете градусником померять.Другое дело что эти предметы имеют разную теплопроводность, например возьмите алюминий и сталь одинакового размера алюминий будет при прикосновении казаться холоднее потому,что при прикосновении человека рукой теплая рука начнет отдавать свое тепло на предмет и тот предмет в которого теплопроводность выше будет кажется вашей руке всегда холоднее
Вадим Крикливец
[593]
Это потому что плотность железа намного выше чем у дерева, поэтому теплопроводность (теплоотдача) тоже выше. Так будет в сравнении с любым плотным и пористым материалом.
Железо быстро отдает температуру любым предметам, в том числе и вашей руке.
Температура и железа и дерева совершенно одинаковые! Железо только кажется нам холоднее за счёт того, что его теплопроводность выше и при прикосновении к нему тепло из вашей руки уходит быстрее.
более месяца назад
Просмотров : 9
Ответов : 1
Лучший ответ:
Если металл и дерево нагреть до температуры тела, то они на ощупь будут казаться одинаково нагретыми, т.к. не будет происходить теплообмен.
более месяца назад
Комментарий должен быть минимум 20 символов
Чтобы получить баллы за ответ войди на сайт
Лучшее из галереи за : неделю месяц все время