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鉄と木の冷たさの違いの理由とは？
okormazdの回答
#6です。 補足についてですが。 「そうすると、指の表面温度は、T0→T1→→T2の順に変化し、温度の大小関係はT0>T1>T2ですよね。」 が基本的に誤りです。 「温度の大小関係はT0>T2>T1」です。 伝導伝熱の場合、伝熱量は、温度差と伝熱面積と熱伝導率に比例し、距離に反比例します。 鉄と指の温度差は、初めに接触したときの方が大きい。したがって、熱の移動量が大きい。指から接触面へ、接触面から鉄へので伝熱量は等しいので、接触面の温度T1が計算できます。次第に鉄が温まって温度が上がるので、温度差も小さくなり、伝熱量も小さくなります。このときの接触面の温度T2はT1より高くなることは計算によりわかります。鉄の温度が次第に上がるのは、鉄から外気中への放熱(熱伝達)量が伝導によるより小さいので、鉄に熱がたまるからです。この熱伝達も温度差に比例するので、鉄と外気の温度差が大きいほど放熱量は大きくなります。十分時間がたって、この放熱量と熱伝導による伝熱量が等しくなるときの温度がT2です。 これは木材でも同様ですが、接触面の状態(十分接触しているかどうか)の影響もあるので、それも考慮する必要があるでしょう。 「、（熱伝導率が小さいのでじょじょにですが）指の表面温度がゆっくりと低下していき、やがては、T2の温度に近づくと思います。 」 これも違います。 「指の表面温度がゆっくりと上昇していき、やがては、T2の温度に近づく」です。 したがって、鉄と木の大きさが等しく、接触面の状態が同じなら、熱伝達は材質には依らないので、十分時間がたった後は、どちらも接触直後T1より高い同じ温度T2になりそうだということです。 ただし、木の熱伝導率が非常に小さく熱の移動量がこれに支配されるようなら、木は保温材として働くので、木との接触面の温度の方が高くなります。
noname#194996
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