Вечер, кухня. Заварила чай, потянулась за металлической ложкой — она лежала на блюдце, явно при комнатной температуре, градусов 21–22. Взяла — рука отдёрнулась: «ледяная». Потом взяла деревянную лопатку с той же стойки. Та была такой же комнатной — но совершенно не «холодной».

Вопрос, который я задавала себе раньше, но так и не записала: почему металл при 22 °C ощущается холоднее дерева при той же температуре?

Наблюдение. Термометр показал бы одинаково. Ощущение — разное. Значит, рецепторы реагируют не на температуру предмета, а на что-то другое.

Принятая теория. Рецепторы кожи чувствуют поток тепла — сколько джоулей уходит от руки через контакт в единицу времени. Этот поток пропорционален теплопроводности материала λ и разнице температур. Теплопроводность нержавеющей стали — порядка 15–20 Вт/(м·К); дерева — 0,1–0,2 Вт/(м·К). Разница — примерно два порядка.

Мой вывод. При одинаковой разнице температур сталь отводит тепло от кожи грубо в ~100 раз быстрее. «Холод» — это не низкая температура, а быстрый отток тепла из кожи.

Дополнение: ощущение меняется со временем. Тонкая ложка быстро нагревается до температуры руки — тепловой резервуар у неё маленький. Массивный поручень в трамвае «холодит» дольше, потому что в нём больше материала, который нужно прогреть. Это уже про теплоёмкость, а не только про теплопроводность.

По-видимому, именно поэтому мраморный подоконник ощущается холоднее деревянного при одинаковой температуре. Мрамор (λ ≈ 2–3 Вт/(м·К)) проигрывает стали, но разительно отличается от дерева. Не знаю, как точно описать роль влажности кожи в этом процессе — там, по-видимому, начинается испарение и биофизика, которой я не владею. «Не знаю» — честный итог.

#физикабыта #теплопередача #научныезаметки #дневникнаблюдений