Почему металл нагревается быстрее чем дерево

Обновлено: 25.04.2024

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.

У металла высокая теплопроводность. Поэтому нагревшийся металл "подкачивает" энергию из глубины, как и камни. кирпичи. У дерева же теплопроводность низкая, поэтому, при прикладывании руки тепло отдает только верхний, очень тонкий слой.

Дерево вообще универсальный материал, его можно использовать почти везде - от самоделок до авиации. И в радиотехнике дерево до недавнего времени тоже очень активно использовалось, только в последние десятилетия начало активно вытесняться пластмассами и пластиками. Такие вещи как корпуса устройств, каркасы катушек, декоративные ручки регуляторов и многое другое очень красиво и удобно выполнять из древесины, ламината, фанеры, дсп. Пластмассы выигрывают в износостойкости и только.

Как делать правильно - странный вопрос. Древесина должна быть сухая - это главное. А дальше все в ваших руках - форма, стиль, отделка, полировка - это уже ручками как-то. Сильно греющиеся элементы должны располагаться на шасси, выполняющим роль теплоотвода и теплоизолятора, чтобы предотвратить воздействие высоких температур на дерево. Это касается в основном лампового и нагревательного оборудования, микросхемы и транзисторы до таких температур не греются. Так что дерзайте, удачи вам в ваших начинаниях!

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).

Это зависит от качества кровати в целом. От креплений, толщины и прочности профиля(реек) а так же прочности каждого материала в отдельности. Обработка деревянных и металлических деталей кровати тоже играет роль - от нее зависит, насколько долгосрочна сохранность материала. Ну, и еще один фактор - эксплуатация: кровать сама по себе предназначена для сна, но мы-то знаем, что на ней не только спят)

Металлическая кровать будет надежнее, это во-первых, тем более если она двухярусная. На двухярусную кровать, на ножки, опоры, нагрузки больше, чем на обычную. Что касается кроватей из ДСП, то я бы не стала такую брать. Бытует мнение, что связующее вещество, которое нужно для скрепления древесных частиц - стружек, попросту говоря клей, весьма неблагоприятно влияет на здоровье, да и запах от этого материала долго остается на изделии.

Я бы заказала кованую кровать, которую по индивидуальному заказу будет делать мастер. У нас с мужем как раз такая. И дизайн "под старину". Выбрать можно любой, какой сами захотите. Смотрится здорово. Знаете, прочная, не скрипит, никаких прогибов и лишнего запаха. Купили хороший матрац к ней и наслаждаемся комфортом.

Козырёк над крыльцом лучше сделать из отходов кровельного материала, оставшегося после кровли крыши. Но это в том случае, когда идёт строительство дома и все строительные процессы происходят примерно одновременно. Если же понадобилось покрыть козырёк крыльца отдельно от кровли крыши, то вполне подойдут такие материалы, как: шифер, кровельная жесть, профнастил(профилированное железо), рубероид, остатки сайдинга, остатки пвх панелей, акрилат(поликарбонат), даже остатки линолеума. Можно покрыть листом фанеры, или дощечками в два слоя, так, чтобы верхний слой досок перекрывал щели нижнего ряда. Вариантов много. Тем более, что к козырьку особых требований нет. Под ним мы стоим буквально несколько секунд, перед тем, как попасть в основное помещение.

Исследовательская работа "Теплопроводность"

Теплопроводность различных материалов при увеличении температуры нагрева.

Вложение	Размер
Введение	33.04 КБ
Содержание работы	12.49 КБ
Экспирементальная часть	1.78 МБ

Предварительный просмотр:

Однажды, я задал вопрос маме, почему она всегда дает нам деревянные ложки, когда мы садимся кушать. Она ответила, что деревянные нагреваются медленнее, чем железные и ими не обожжешься. Я задумался, ведь я замечал, что металлические предметы очень быстро нагреваются, а вот почему? Оказалось, что у всех твердых материалов есть такое свойство, называется – теплопроводность. Мне стало интереснокакие материалы проводят тепло быстрее, а какие медленнее, и что случится если увеличить температуру нагрева, будут ли эти материалы нагреваться в таком же порядке?

Гипотеза: я думаю, что разные материалы имеют разную теплопроводность и что с увеличением температуры нагрева, они будут нагреваться в том же порядке.

Предмет: теплопроводность некоторых материалов.

Цель: Определить, почему по-разному нагреваются различные предметы, притом, что они нагревались в одинаковых условиях, но были изготовлены из разных материалов.

1) изучить литературу и материалы интернета по вопросу теплопроводности материалов;

2) провести опыт, с целью определения, теплопроводности материалов;

3) познакомить одноклассников с изученной темой.

Для реализации данных задач и подтверждения гипотезы :

Подберу научную литературу по по вопросу теплопроводности материалов;
Изучу данную литературу и сделаю выводы;
Для подтверждения теоритических выводов проведу зксперемент;
По результатам эксперимента сделаю выводы;
С результатами данных выводов познакомлю одноклассников

II ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

2.1 Что такое теплопроводность?

Основной источник тепла на Земле — Солнце. Но, кроме того, люди используют много искусственных источников тепла: костер, печку, водяное отопление, газовые и электрические нагреватели и т.д.

Ответить на вопрос, что такое теплота, удалось не сразу. Лишь в XVIII веке стало ясно, что все тела состоят из молекул, что молекулы движутся и взаимодействуют друг с другом. Тогда ученые поняли, что теплота связана со скоростью движения молекул. При нагревании тел скорость молекул увеличивается, а при охлаждении — уменьшается.

Вы знаете, что если в горячий чай опустить холодную ложку, через некоторое время она нагреется. Из примера ясно, что тепло может передаваться от тела более нагретого к телу менее нагретому.

Теплопроводность – перенос энергии от более нагретых участков тела к менее нагретым, в результате теплового движения и взаимодействия частиц.

Плохой теплопроводностью обладают шерсть, волосы, перья птиц, бумага, пробка и другие пористые тела. Это связано с тем, что между волокнами этих веществ содержится воздух. Самой низкой теплопроводностью обладает вакуум (освобожденное от воздуха пространство).

1. Снег — пористое, рыхлое вещество, в нем содержится воздух. Поэтому снег обладает плохой теплопроводностью и хорошо защищает землю, озимые посевы, плодовые деревья от вымерзания.

2. Кухонные прихватки сшиты из материала, который обладает плохой теплопроводностью. Ручки чайников, кастрюль делают из материалов обладающих плохой теплопроводностью. Все это защищает руки от ожогов, при прикосновении к горячим предметам.

3. Вещества с хорошей теплопроводностью (металлы) используют для быстрого нагревания тел или деталей.

2.1 Проведение эксперимента

Для проведения эксперимента мне понадобилось: стеклянная миска, деревянная, металлическая и пластмассовая ложка, стеклянная трубка, пластилин, фишки, маргарин, секундомер, лист для записи результатов и ручка.

Приготовив все необходимые материалы я приступил к проведению опыта. Я установил ложки и стеклянную трубку вертикально в миску и прикрепил их с помощью пластилина к краям миски. Затем с помощью одинаковых кубиков маргарина я прикрепил фишки к каждому предмету. Далее заполнил миску теплой водой и включил секундомер. Я рассчитывал провести опыт с теплой водой, а затем с кипятком.

После того, как прошло 10 минут, а не одна фишка не сдвинулась с места, я решил, что температура воды недостаточная, для того, чтобы растопить маргарин.

Я слил теплую воду и аккуратно залил кипяток, включил секундомер. Далее я записал, в какой последовательности соскальзывали фишки с предметов:

металлическая ложка – 52 секунды;

стеклянная трубка – 4 минуты 13 секунд;

пластмассовая ложка – 5 минут 7 секунд;

деревянная ложка – 6 минут 18 секунд.

Хочу добавить, что когда соскользнула фишка с металлической ложки, через две минуты я добавил еще кипятка, потому, что маргарин под остальными фишками не таял.

Таким образом, я выяснил, что лучшим проводником тепла является металл, а хуже всех выбранных материалов тепло проводит деревянные предметы. Это значит, что металл имеет высокую теплопроводность, он быстро нагревается и быстро остывает, а дерево наоборот имеет низкую теплопроводность, медленно нагревается и медленно остывает. Еще, я заметил, металлическая ложка нагрелась меньше, чем за минуту, другие предметы нагревались гораздо дольше, это значит, что металл проводит тепло очень быстро, в отличии от пластмасса, стекла и дерева.

Таким образом, в результате проведенной работы я выяснил, что теплопроводность это свойство твердых материалов, которое позволяет оценить, как быстро нагревается и остывает тот или иной материал.

В результате проведения опыта было установлено, что самая высокая теплопроводность у металлических предметов, затем у стекла, далее упластмасса и самой маленькой теплопроводностью обладает дерево.

Гипотезу удалось проверить частично, так как температура теплой воды была мала и первую часть опыта провести не удалось. Однако во второй части опыта мы подтвердили гипотезу - разные материалы имеют разную теплопроводность.

Почему металл на солнце горячий, а дерево нет?

При какой температуре и металл и дерево будут на ощупь одинаково нагретыми?

При какой температуре и металл и дерево будут казаться на ощупь одинаково нагретыми?

Высыхает. Разумеется, живое дерево погибает, так как лишается атмосферного питания и циркуляции соков.

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.

Натуральные материалы, к которым относятся все вышеперечисленные (кроме металла), экологичны, а значит, безопасны для человека и окружающей среды. Кроме того некоторые виды материалов сейчас достаточно дороги, а, значит, престижны. К примеру мебель из красного дерева или карельской березы - показатель высокого социального и имущественного статуса человека, ее владельца.

Современные материалы до сих пор вызывают недоверие, так как люди плохо осведомлены о процессе их производства. Многие современные материалы имеют в своем составе вредные вещества, правда, как правило, в небольших концентрациях.

Ваше убеждение ни на чем не основано, а вот капиллярное движение жидкости , в том числе соков внутри дерева, доказано.

Как льется сок при спиле ствола не говорит ни о чем, кроме как о гладкости капилляров.

Возьмите тонкую трубочку и ставьте в стакан воды. Вода поднимется на определенную высоту. Замерьте на трубочке высоту подьема воды и уровень воды. Потом срежьте трубочку ниже уровня на которую она поднималась и погрузите на такую же глубину, как и раньше. Воды брызнет из трубочки сверху или, как минимум, перельется через край.

И это - без осмотических явления, с помощью которых корни высасывают воду из грунта и создают избыточное давление для подъема воды на высоту(внутри ствола). Разница давлений может достигать нескольких атмосфер. При спиле давление, естественно, падает, вот вам и выплеск из капиллярной системы.

Что говорит против вашей теории.

Нет никаких доказательств пульсирующих изменений объемов корневой системы. Она, вообще, слабо допустима, учитывая жесткость и прочность составляющих корневой системы. И, если часть дерева может вырастать, то сжиматься она точно не умеет. Некуда сжиматься.

Что касается прекращения выделения соков, этому также есть объяснения. Срезы подсыхают, раны залечиваются, капилляры становятся грубее, увеличивается сопротивление для жидкости (соков), сок выделяется все медленнее и, в конце-концов, подсыхает, запечатывая срезы капилляров. У нас свертывается на ране кровь и срастаются края. У дерева высыхает сок и грубеют, высыхают (от воздуха) капилляры.

Почему железо холоднее, чем дерево?

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?

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.

железо имеет теплопроводность

то есть проводит тепло из пункта а - ваш палец до пункта б -вся железяка

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 чем тут теплопроводность тела и тепло ? Теплопроводность - это способность передавать тепло от одной часи тела к другой или от одного тела к другому .

полностью с вами согласен
При чем тут теплопроводность тела и тепло ?
Конечно не причём У дерева молекулы находятся то же на небольшом расстоянии

Как железо может забирать тепло с пальца ? Это получается , что палец может раздавать всем тепло ? Гениально .

абсолютно правильно
используя принцип высокой теплопередачи металлов в компьютере с процессора и видеокарты через медные радиаторы отводят лишнее тепло что бы они не перегорели от излишней температуры

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.

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.

А человек когда прикасается к железу или к дереву передает тепло своей руки поверхности этих веществ. Но дерево это и электрический и теплоизолятор, поэтому рука передает тепло тольео поверхностному слою дерева, а вот у железа тепло сразу уходит вглубь и поэтому , чтобы нагреть кусок железа требуется больше тепла, но железо еще и легко отдает полученное тепло в более хзолодную окружающую среду.

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.

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.

Потому что молекулы металла находятся в близком расстоянии и практически не передвигаются , в отличии от молекул дерева . У дерева молекулы находятся то же на небольшом расстоянии , но все таки расстояние между моллекул у дерева больше и поэтому молекулы двигаются быстрее , а как известно чем быстрее двигаются молекулы , тем предмет теплее , соответственно чем медленнее движутся молекулы , тем тело холоднее .

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.

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

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.

Конвекция это и есть перенос вещества. Если быть точным: перенос тепла вместе с веществом. Горячий воздух поднимающийся от батареи, или бурлящая вода в кастрюле - вот пример конвекции.

Излучение как правило переноса вещества не подразумевает, энергия передается в виде электромагнитных волн. Но волна, это одновременно и частица, можно рассматривать волны как поток фотонов. Кроме того, излучением называют и испускание электронов, нейтронов (нейтронное излучение), протонов, альфа-частиц. А протон это по сути уже атом водорода, альфа-частица - ядро атома гелия. В этом смысле можно говорить о переносе вещества при помощи излучения.

Ну а теплопроводность, если мы имеем ввиду не свойство, а сам процесс передачи тепла, в отрыве от всех прочих физических процессов, то тут переноса вещества точно нет, передается только возбужденое состояние атомов этого вещества. По крайней мере в твердом веществе с кристаллической решеткой.

Если речь идет о жидкости или газе, рассматривать процесс передачи тепла отдельно от диффузии нагретых молекул вряд ли получится. Это не совсем то, что подразумевают под конвекцией, но смысл примерно тот же. В результате броуновского движения нагретые молекулы смещаются в сторону более холодного вещества быстрее, чем холодные движутся в горячую зону.

Это банальная двухходовка.

Температура плавления железа 1538°C. Так что для начала железо надо нагреть от 10°C до его температуры плавления. Удельная теплоёмкость железа 460 Дж/кг*К, так что сосчитать, сколько же тепла должно пойти на нагревание вот стольки килограмм на вот столько градусов можно в одной действие.

Дальше это железо надо расплавить. Удельная теплота плавления - 277 кДж/кг. Значит, опять же не штука сосчитать, сколько нужно, чтоб расплавить вот столько килограмм.

Ну и сложите два числа.

Это зависит от того, что Вы понимаете под термином "немагнитное железо".

Железо, не являющееся ферромагнетиком. Например, нагретое выше точки Кюри. Или определённые марки нержавеющей стали. В этом случае стрелка компаса просто не заметит куска железа.
Ферромагнитное железо без остаточной намагниченности (ненамагниченное). В этом случае стрелка повернётся к нему одним из концов (северным или южным - дело случая), после чего начнёт притягиваться к куску с некоторой (небольшой) силой.

Интересно, что по варианту 2 стрелка будет вести себя точно так же, если кусок железа в некоторой (слабой) степени намагничен.

Быстрее нагреется металлическая ложка благодаря гораздо более высокой теплопроводности металлов по сравнению с деревом и пластиком. Что касается конкретных видов металла, то самая высокая теплопроводность в этом ряду у серебра (408), у алюминия в 2 раза ниже (203), у стали ниже в 8 раз (50). Поэтому серебряная ложка нагреется в 8 раз быстрее, чем стальная.

Читайте также: