Почему железо кажется холоднее?
Природа устроена так, что почти все стремится к равновесию. Это касается и температуры. Если не вмешиваться, то от горячих предметов тепло будет перетекать к холодным, и так будет происходить до тех пор, пока их температуры не станут одинаковыми. Мы-то знаем, что тепло - это не жидкость какая-то, чтобы перетекать, это просто так говорится. На самом деле не тепло перетекает, а это молекулы друг друга толкают. В горячем предмете молекулы быстрые, поэтому толкаются сильнее. От толчков быстрых молекул молекулы холодного предмета начинают веселее шевелиться, а быстрые молекулы постепенно тормозятся. Поэтому холодный предмет нагревается, а горячий охлаждается. Но через некоторое время молекулы в обоих предметах станут двигаться примерно одинаково и будут толкать друг друга с равной силой. Это и означает, что температуры сравнялись, наступило тепловое равновесие.
Когда ты в морозный денек выходишь на улицу, то там тепловое равновесие (или лучше сказать: холодяное равновесие?) уже установилось: у всех предметов на улице одинаковая температура, все они одинаково холодные. Если взять градусник и измерить температуру воздуха, температуру снега, температуру забора и качелей во дворе, то будет видно, что она у всех одинаковая. В природе царит полное равновесие. Но вот если потрогать голой рукой разные предметы, то сразу начинаешь сомневаться в том, что у них одинаковая температура. Зимой железо на улице на ощупь кажется гораздо холоднее, чем дерево. Так, может быть, у них разная температура, хотя кусок дерева и лежит рядом с куском железа? А как же тепловое равновесие?
Дело в том, что как только ты берешь в руки кусок железа, то ты тем самым равновесие нарушаешь. Ведь у каждого человека внутри - тепловой механизм, он его исправно нагревает до температуры в тридцать шесть градусов. И еще шесть десятых. А как только ты берешь голой рукой железо, то ему приходится и эту железяку нагревать. А если берешь деревянную доску, то приходится доску нагревать. Потому что если их не нагревать, то рука скоро остынет, а это плохо. Наш тепловой механизм изо всех сил старается, чтобы температура внутри была постоянная, ни от чего не зависящая.
Различие в том, что железо отбирает тепло с большей скоростью, чем дерево. Поэтому оно кажется холоднее. Дело в том, что железо - это металл. Главное свойство металлов, которое отличает их от всех других веществ, в том, что у них внутри много свободных электронов. А электроны - это очень маленькие и лёгкие частицы. Молекулы в тысячи раз их тяжелее. Представь-ка себе, как здоровенная молекула твоей горячей руки ударяет по маленькому электрончику. От такого удара электрон полетит с огромной скоростью. Даже сравнение такое есть, очень подходящее к данному случаю: летит, как ошпаренный. Летит он себе в глубь металла, по дороге задевая за атомы и, конечно, раскачивает их. А раз раскачивает, то, значит, нагревает. От таких "ошпаренных" электронов металл прогревается очень быстро.
Совсем по-другому обстоит дело с деревом. Там нет свободных электронов. Все они привязаны к своим местам. Молекулы твоей руки толкают молекулы дерева, которые находятся снаружи. Эти молекулы постепенно раскачиваются все сильнее и сильнее и начинают толкать своих соседок, которые находятся немного поглубже. Те, раскачавшись, толкают еще более глубоко расположенных соседок. И так далее. Дело это неторопливое. Тепло очень медленно проникает в дерево, значит, рука остывает тоже медленно, поэтому твоему тепловому механизму не приходится сильно напрягаться. С железом все совсем не так. Только нагрел руку, как электроны уже "унесли" все тепло. Опять надо нагревать. Вот именно поэтому железо и кажется холоднее. Но если кусок железа небольшой, то он быстро согреется в твоей ладошке, и тепловой механизм вздохнет с облегчением: рука перестала остывать, можно и передохнуть.
Антонина Лукьянова
Dmitry 26.12.2008
14 комментариев
Яна (0)
09.03.2016 17:56
Вот бы у нас так учительница объясняла как Вы! Я бы любила физику. Все понятно объясняете. Спасибо)
ы (-6)
10.11.2011 11:53
Смехота!
Mary (0)
08.12.2010 20:54
При какой температуре метал и дерево будут казаться на ощуп одинаковыми?
Gich (0)
31.10.2009 08:03
я теплотехник(студент ещё)) , и могу сказать что тепло в металлах передается как и деформацией кристалической решетки, так и движением электронов,а коэффициен теплоотдачи у металлов высокий, поэтому интенсивность теплообмена выше,тоесть ваше тело отдает теплоту железу быстрее,чем многим другим материалам
FunArt (47)
10.08.2009 13:45
Все правильно, только при чем тут электроны ? Электроны разве участвуют в теплообмене ? Просто атомы у металлов соединены между собой кристаллической решеткой. Поэтому выше тепло проводимость, поэтому действительно все тепло быстро распространяется вглубь предмета и соответственно верхний слой атомов к которому прикасается кожа руки, остается холодным, до тех пор пока не прогреется весь предмет.
Virgil (-1)
26.04.2009 00:09
Электрический ток - это УПОРЯДОЧЕННОЕ движение электронов.
Narwhal (0)
12.01.2009 02:41
А теперь задумайтесь! Тут утверждается, что "От такого удара электрон полетит с огромной скоростью" - это что-же получается, господа присяжные заседатели, это если я подойду зимой к качелькам, потрогаю их теплой ладошкой, то в НИХ БУДЕТ ВЫРАБАТЫВАТЬСЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК?! (из курса физики нам известно, что движение электронов и есть ток) причем, зимой тока будет больше чем летом?! БРЕД… (сорри за крик души, но нельзя же быть такими невежами…
Dmitry (307)
29.12.2008 17:46
R0mka прав, сайт действительно для разного возраста людей. Если вы заметили, то на сайте можно найти как детские раскраски-одевалки или задачки по математики, так и довольно сложные и научно популярные заметки. Около 10-15% посетителей - наши детки, в возрасте от 7 до 12 лет. Думаю, для них подобный материал будет познавателен.
R0mka (18)
29.12.2008 08:32
Это позновательный рассказ для любознательных детей начальных классов. Сайт всетаки разной категории людей.
Sp (65)
27.12.2008 00:08
"А теперь, дружок, я расскажу тебе сказку" Хорошо поведано :)
мариша (52)
26.12.2008 19:47
Согласна. Прописные истины. Или лучше сказать - школьные.
Гость (-1)
26.12.2008 19:35
точно, восьмого, по себе знаю, точнее помню)) тока как-то странно написано, как будто девятилетним детям говорят
Valery1231000 (-4)
26.12.2008 11:36
это я не сумничала, просто мы это на физике недавно проходили)
Valery1231000 (-4)
26.12.2008 11:35
Материал 8 класса)