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

  • 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

  • taras Батарей 10.10.2017  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.

    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

    • taras Q33NY 10.10.2017  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.

      Ответить

  • 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.

    Ответить

    • taras T_Im 10.10.2017  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.

      Ответить

  • taras  10.10.2017  12:19 Ответить

    В большинстве случаев они тёплые. А иногда даже горячие.

    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.

    Ответить

  • 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 🙁

    Ответить

    • Написать комментарий

    пять ошибок при стирке, которые портят вещи и стиральную машину — Дом — tsn.ua

    Стиральная машина — вещь дорогая и в хозяйстве просто необходимая. Естественно, нам бы хотелось, чтобы она прослужила как можно дольше.

    Очень часто, загружая очередную порцию белья в стиральную машинку, мы не задумываемся, правильно ли мы это делаем, но, если машинка выходит из строя, не можем понять, что мы сделали не так. 

    Оказывается, при стирке люди чаще всего совершают одинаковые ошибки — всего их пять — и если знать о них заранее и пытаться избегать, то можно сохранить свою стиральную машину и белье, а значит, сберечь время, нервы и деньги. 

    Как продлить жизнь стиральной машины и стирать так, чтобы белье при стирке не портилось, эксперты рассказали Еxpress. co.uk. 

     Не стирайте все вместе на одной и той же температуре

    Фото: Credits

    Не стоит стирать все одновременно. Настройка температуры зависит исключительно от того, какой материал вы стираете. Как правило, полотенца и постельное белье следует стирать в теплой или горячей воде. В то время такие ткани, как хлопок и шерсть, необходимо стирать при более низких температурах, чтобы сохранить их форму. Более того, соответствующее изменение температуры убережет вашу одежду от повреждения выцветания и усадки.

    Не используйте слишком много моющего средства

    Чрезмерное использование моющего средства — одна из самых распространенных ошибок при стирке. Однако это не сделает вашу одежду чище, а только создаст проблемы. Специалисты по стирке говорят, что использование слишком большого количества стирального порошка может привести к появлению следов на одежде. Как только остатки моющих средств прилипают к вашей одежде, они могут притягивать грязь.  

    Попробуйте сократить использование моющего средства на одну загрузку до трех четвертей рекомендуемой нормы и посмотрите, довольны ли вы тем, как ваша одежда выглядит в конце цикла стирки.

    Не забывайте опустошить карманы

    Фото: Credits

    Тщательная проверка карманов — это действительно важный шаг, который вы никогда не должны пропускать. Мусор из карманов может засорить слив стиральной машины. Наибольшее беспокойство вызывают металлические предметы, такие как монеты или ключи. Стирка не повредит металлу, чего нельзя сказать о стиральной машине.

    Во время вращения стиральной машины из-за металлического предмета может разбиться или треснуть стекло машины с фронтальной загрузкой или повредиться сам барабан. Ключ или монета также могут застрять в трубе, что приведет к ее закупорке и возможному затоплению.

    Эксперты добавили: «Поэтому в следующий раз, когда вы начнете стирать, выбросьте металлические предметы, такие как ключи и монеты, чтобы избежать механического повреждения вашей стиральной машины».

    Не перегружайте стиральную машину
    Также читайте

    Заманчиво добавить еще несколько предметов в загрузку, чтобы быстрее закончить стирку, но перегрузка устройства на самом деле снижает уровень эффективности стирки. Это связано с тем, что чем больше одежды внутри машины, тем меньше вероятность того, что стиральный порошок будет циркулировать вокруг каждого предмета. 

    Перегрузка также увеличивает нагрузку на машину и приводит к ее более быстрому износу, что означает сокращение срока службы вашей стиральной машины.

    Игнорирование признаков неисправной стиральной машины

    Фото: Credits

    Ваша стиральная машина состоит из нескольких компонентов, которые должны безотказно работать вместе, и эти детали со временем изнашиваются или перестают работать должным образом, если не проводится регулярное техническое обслуживание машины.

    Если вы услышите странный шум из стиральной машины, почувствуете неприятный запах или увидите плесень вокруг ручки, лучше не игнорировать эти признаки. Неисправная стиральная машина не будет правильно стирать вашу одежду и в конце концов может совсем сломаться.

    Читайте также: 

    • Какой режим стирки самый экономный и почему: объясняют эксперты
    • Чтобы были пушистыми: как правильно стирать полотенца
    • Оно может служить дольше: пять главных ошибок при стирке постельного белья

    Почему металлы холодные даже при комнатной температуре?

    Ответ : Это потому, что тепло легче проходит через металлы.

    Предложение : Загадка проясняется, если вопрос перефразировать следующим образом:

    «Когда стальная кроватка (хороший теплопроводник) и деревянная кроватка (плохой металлический проводник) имеют одинаковую температуру, почему в стальной кроватке стало холоднее?»

    Объяснение : Это распространенное заблуждение, что наше восприятие тепла и холода напрямую связано с температурой или разницей температур между нашим телом и объектом. На самом деле, это связано с теплом. Теплота поток тепловой энергии . Когда тепло поступает в наше тело, мы воспринимаем его как тепло, а когда тепло выходит из нашего тела, мы ощущаем его как холод. Чем выше скорость теплового потока, тем теплее/холоднее он ощущается. Металлы, являющиеся хорошими теплопроводниками, позволяют теплу легко течь и поэтому ощущаются холоднее.

    Концептуальная основа :

    Тепловая энергия *, Температура и Теплота** являются связанными понятиями, и одно часто ошибочно принимают за другое. Четкое понимание этих понятий поможет разобраться в этом вопросе.

    Тепловая энергия : Согласно кинетической теории материи, материя состоит из очень большого количества частиц, называемых атомами/молекулами. Эти атомы/молекулы беспорядочно перемещаются в пространстве, вращаются и вибрируют. Кинетическая энергия связана с такими случайными движениями. Сумма кинетических энергий, связанных со случайными движениями всех атомов/молекул, составляющих систему, называется Тепловая энергия .

    Температура : Поскольку атомы/молекулы сталкиваются друг с другом, всегда происходит передача кинетической энергии от одного к другому. Одни движутся быстро, а другие медленно и т. д. Скорость и, следовательно, кинетическая энергия любого атома/молекулы является случайной величиной, которая непредсказуемо меняется со временем. Однако можно определить среднее значение скорости. Температура связана со средней кинетической энергией, связанной с такими случайными движениями. Его можно рассматривать как концентрацию тепловой энергии. Там, где тепловая энергия более сконцентрирована, температура выше, и наоборот.

    Тепло : Когда концентрация тепловой энергии отличается от одной точки к другой, существует поток тепловой энергии из областей, где они более сконцентрированы (более высокая температура), в области, где они менее сконцентрированы (низкая температура). Тепло это поток тепловой энергии. Поток тепловой энергии прекращается, когда концентрация тепловой энергии (Температура) становится однородной. Когда система достигает этого состояния, говорят, что она достигла теплового равновесия . Пока есть разница температур, будет поток тепловой энергии. Наше восприятие тепла и холода связано с теплом.

    : Научная деятельность по теплу и температуре

    Научная закуска

    Холодный металл

    «Холодный» металл и «теплое» дерево могут иметь одинаковую температуру.

    Science Snack

    Холодный металл

    «Холодный» металл и «теплое» дерево могут иметь одинаковую температуру.

    Твоя рука не всегда хороший термометр. Когда вы прикасаетесь к различным материалам, некоторые из них кажутся вам теплее или холоднее, чем другие, даже если они имеют одинаковую температуру.

    Инструменты и материалы

    • Различные материалы (металл, дерево, пенопласт, стекло, пластик, картон и все, что придет на ум) с плоской поверхностью больше размера вашей ладони
    • Инфракрасный термометр (недорогой подойдет)

    Сборка

    Не требуется. Убедитесь, что у вас много различных поверхностей и что они достаточно велики, чтобы вы могли легко коснуться их. Подождите час или около того, чтобы все материалы приобрели комнатную температуру, прежде чем начать.

    Действия и замечания

    Положите ладони на разные поверхности и сравните, насколько они холодны. Расположите материалы в порядке от холодного к теплому. Затем используйте инфракрасный термометр для измерения каждой поверхности. Обратите внимание, что все материалы имеют одинаковую температуру.

    Примечание. Материалы нагреваются до температуры выше комнатной уже после нескольких циклов прикосновения. Поверхности следует дать остыть в течение нескольких минут после каждого человека. Было бы полезно иметь несколько образцов металлов. Пока вы используете один образец, дополнительные ингредиенты успевают остыть до комнатной температуры.

    Что происходит?

    Чувствительные к температуре нервные окончания в вашей коже обнаруживают разницу между внутренней температурой тела и внешней температурой кожи. Когда ваша кожа остывает, ваши чувствительные к температуре нервы сообщают вам, что объект, к которому вы прикасаетесь, холодный. Предмет, который кажется холодным, должен быть холоднее вашей руки, и он должен отводить тепло вашего тела, чтобы ваша кожа остыла.

    Пенополистирол (или пенопласт) и металл — два материала, которые хорошо подходят для этой деятельности. Они оба начинаются при комнатной температуре и оба холоднее вашей руки. Они не одинаково холодны, потому что отводят тепло от вашей руки с разной скоростью.

    Пенополистирол — изолятор — очень плохой проводник тепла. Когда ваша рука касается пенополистирола, тепло передается от вашей руки к пенополистиролу и нагревает поверхность пенополистирола. Поскольку это тепло не отводится быстро, поверхность пенополистирола вскоре становится такой же теплой, как ваша ладонь, поэтому из вашей руки уходит мало дополнительного тепла или совсем не уходит. Нет разницы в температуре между внутренней частью вашего тела и внешней стороной вашей кожи, поэтому чувствительные к температуре нервы не обнаруживают разницы в температуре. Пенополистирол кажется теплым.

    Металл, напротив, является хорошим проводником тепла — он быстро отводит тепло. Тепло передается от вашей руки к металлу, а затем быстро отводится в толщу металла, оставляя поверхность металла и поверхность вашей кожи относительно прохладными. Вот почему металл кажется крутым.

    Идти дальше

    Возможно, вы сталкивались с этим много раз, даже не задумываясь об этом. Пройдитесь босиком по дому и посмотрите, насколько теплыми или холодными кажутся разные поверхности, даже если они все комнатной температуры. Поставьте одну босую ногу на ковер или деревянный пол, а другую — на кафельный пол в ванной, например, чтобы почувствовать разницу.