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Porque é que os metais sentem frio mesmo quando estão à temperatura ambiente?

Resposta : Isto porque o calor flui mais facilmente através dos metais.

Sugestão : O enigma é mais esclarecedor se a pergunta for reformulada da seguinte forma:

“Quando um berço de aço (bom condutor térmico) e um berço de madeira (mau condutor metálico) estão ambos à mesma temperatura, porque é que o berço de aço se sente mais frio?”

Explicação : É um equívoco comum que as nossas percepções de calor e frio estão directamente relacionadas com a temperatura ou a diferença de temperatura entre o nosso corpo e o objecto. Na realidade, ela está relacionada ao calor. O calor é o fluxo de energia térmica. Quando o calor flui para o nosso corpo, nós o percebemos como calor e quando o calor flui para fora do nosso corpo, nós o sentimos como frio. Mais alta a taxa de calor que flui mais quente/frio. Metais sendo bons condutores térmicos permitem que o calor flua facilmente e assim sentimos mais frio.

Conceptual Background:

Energia térmica*, Temperatura e Calor*** são conceitos relacionados e um é muitas vezes mal entendido por outro. Uma compreensão clara destes conceitos ajudará a entender esta questão.

Energia Térmica : De acordo com a teoria cinética da matéria, a matéria é feita de um número muito grande de partículas chamadas átomos/moléculas. Estes átomos/moléculas movem-se no espaço, rodam e vibram aleatoriamente. Há energia cinética envolvida em tais movimentos aleatórios. A soma total das energias cinéticas, associadas aos movimentos aleatórios, de todos os átomos/moléculas que compõem o sistema é chamada Energia Térmica .

Temperatura : Como os átomos/moléculas colidem entre si, há sempre transferência de energia cinética de um para outro. Alguns estão a mover-se rapidamente enquanto outros estão a mover-se lentamente, etc. A velocidade, e portanto a energia cinética, de qualquer átomo/molécula é uma variável aleatória que muda imprevisivelmente com o tempo. Contudo, pode-se definir um valor médio para a velocidade. A temperatura está relacionada com a energia cinética média associada a tais movimentos aleatórios. Ela pode ser vista como uma concentração de energia térmica. Onde a energia térmica é mais concentrada, a temperatura é alta e vice-versa.

Calor : Quando a concentração da energia térmica difere de um ponto para outro, há um fluxo de energia térmica de regiões onde estão mais concentradas (temperatura mais alta) para regiões onde estão menos concentradas (temperatura baixa). O calor é o fluxo de energia térmica. O fluxo de energia térmica pára quando a concentração da energia térmica (Temperatura) é homogeneizada. Quando um sistema atinge este estado, diz-se que o heave atingiu o Equilíbrio Térmico. Enquanto houver diferença de temperatura, haverá um fluxo de energia térmica. A nossa percepção de calor e frio está relacionada com o calor.