17. Теплопроводность, конвекция, излучение
125. Холодное или теплое?
Рецепторы на коже чувствительны не столько к степени нагретости предмета, которого мы касаемся, сколько к тому, как быстро поступает или уходит тепло, то есть измеряют не температуру, а скорость теплопередачи. Теплопроводность металлов намного выше, чем у дерева, то есть металл быстрее отбирает у кожи теплоту и поэтому воспринимается как более холодный. В жару ситуация будет обратной: металл покажется более раскаленным.
А какую температуру должны иметь дерево и металл, чтобы казаться на ощупь одинаково теплыми?
126. Кому в одеяле тепло
Одеяло не греет само по себе – в нем нет источника тепловой энергии. Нам в нем тепло потому, что мы сами и есть источник тепла, а одеяло всего-навсего не дает этому теплу слишком быстро уходить наружу. Одеяло замедляет передачу тепла от более горячего тела к более холодному, если находится между этими телами. Завернув в одеяло что-либо горячее, мы дольше сохраним его горячим, потому что оно будет медленнее отдавать тепло окружающей среде. Завернув в одеяло что-либо холодное, мы дольше сохраним его холодным, потому что помешаем теплу приходить из окружающей среды. Замерзшее мясо, если его завернуть в одеяло, будет оттаивать дольше.
127. Берегите язык!
Металлы обладают высокой теплопроводностью, то есть при контакте с другими телами быстро отдают или забирают тепло. При прикосновении к металлу на морозе тонкий слой влаги на языке за очень короткое время потеряет много тепла и превратится в лед – язык примерзнет к металлу, а это очень болезненная ситуация. В мороз неприятное ощущение «прилипания» вызывает даже прикосновение к металлу голой рукой, поскольку на коже всегда находится немного влаги. Относительно безобидный способ увидеть своими глазами, как быстро все происходит, – прикоснуться к металлу мокрой от снега варежкой.
128. Чем перемешивать угли?
Теплопроводность железа намного выше теплопроводности дерева. Энергия в форме теплоты быстро передается от нагреваемого конца кочерги другому концу, и он тоже раскаляется. Вдоль ветки тепло передается медленно, так что второй конец ветки не разогревается до температуры, при которой к нему невозможно прикоснуться без риска обжечься.
129. Обжигающий чай
Опыт говорит, что металлическая кружка с горячим чаем обжигает губы, а пластиковая – нет. Связано это с теплопроводностью: металл проводит тепло гораздо лучше, чем пластик. Из-за этого край металлической кружки нагревается быстрее и сильнее – практически до температуры чая. Но даже если у пластиковой кружки было достаточно времени, чтобы ее край нагрелся до высокой температуры, она все равно остается комфортнее металлической. Когда мы прикасаемся губами к горячему пластику, губы получают небольшую порцию тепла и при этом нагреваются, но пластик охлаждается. Температура выравнивается – и теплообмен останавливается. Прикасаясь губами к краю металлической кружки, мы тоже забираем тепло, но на его место быстро поступает тепло от других частей кружки, то есть губы продолжают получать тепло и нагреваться. Наши теплочувствительные рецепторы реагируют на непрекращающийся нагрев: горячо!