Articles

Miért éreznek a fémek hideget akkor is, ha szobahőmérsékletűek?

Válasz : Ez azért van, mert a hő könnyebben áramlik át a fémeken.

Javaslat : A rejtvény megvilágítóbb, ha a kérdést a következőképpen fogalmazzuk át:

“Ha egy acélágy (jó hővezető) és egy fából készült ágy (rossz fémvezető) azonos hőmérsékletű, miért érzi az acélágyat hidegebbnek?”

Magyarázat : Gyakori tévhit, hogy a meleg és hideg érzékelésünk közvetlenül a testünk és a tárgy közötti hőmérséklettel vagy hőmérséklet-különbséggel függ össze. A valóságban ez a hővel függ össze. A hő a hőenergia áramlása . Amikor hő áramlik a testünkbe, azt melegségként érzékeljük, amikor pedig hő áramlik ki a testünkből, azt hidegnek érezzük. Minél nagyobb a hőáramlás sebessége, annál melegebbnek/hűvösebbnek érezzük. Mivel a fémek jó hővezetők, a hő könnyen áramlik, ezért hidegebbnek érezzük őket.

Fogalmi háttér:

A hőenergia*, a hőmérséklet és a hő** egymással összefüggő fogalmak, és gyakran félreértik egyiket a másikkal. E fogalmak világos megértése segít a kérdés megértésében.

Hőenergia : Az anyag kinetikus elmélete szerint az anyag igen nagyszámú részecskéből, úgynevezett atomokból/molekulákból áll. Ezek az atomok/molekulák a térben mozognak, forognak és véletlenszerűen rezegnek. Az ilyen véletlenszerű mozgások mozgási energiával járnak. A rendszert alkotó atomok/molekulák véletlenszerű mozgásához kapcsolódó mozgási energiák összegét nevezzük hőenergiának.

Hőmérséklet : Mivel az atomok/molekulák ütköznek egymással, mindig történik mozgási energia átadása egyikről a másikra. Egyesek gyorsan mozognak, míg mások lassan stb. Bármely atom/molekula sebessége, és ezáltal mozgási energiája véletlen változó, amely az idő múlásával kiszámíthatatlanul változik. Meg lehet azonban határozni a sebesség átlagos értékét. A hőmérséklet az ilyen véletlenszerű mozgásokhoz kapcsolódó átlagos mozgási energiával függ össze. A hőenergia koncentrációjának tekinthető. Ahol a hőenergia koncentráltabb, ott a hőmérséklet is magas, és fordítva.

Hő : Amikor a hőenergia koncentrációja egyik pontról a másikra eltér, akkor a hőenergia áramlása történik azokból a régiókból, ahol koncentráltabb (magasabb hőmérséklet), azokba a régiókba, ahol kevésbé koncentrált (alacsony hőmérséklet). A hő a hőenergia áramlása. A hőenergia áramlása akkor áll meg, amikor a hőenergia koncentrációja (Hőmérséklet) homogenizálódik. Amikor egy rendszer eléri ezt az állapotot, azt mondjuk, hogy elérte a termikus egyensúlyt. Amíg hőmérséklet-különbség van, addig hőenergia áramlik. A meleg és hideg érzékelésünk a hővel kapcsolatos.