Чому залізо здається холодніше

Природа влаштована так, що майже всі прагне до рівноваги. Це стосується і температури. Якщо не втручатися, то від гарячих предметів тепло буде перетікати до холодних, і так буде відбуватися до тих пір, поки їх температури не стануть однаковими. Ми-то знаємо, що тепло - це не рідина якась, щоб перетікати, це просто так говориться. На насправді не тепло перетікає, а це молекули один одного штовхають. У гарячому предмет молекули швидкі, тому штовхаються сильніше. Від поштовхів швидких молекул молекули холодного предмета починають веселіше ворушитися, а швидкі молекули поступово гальмуються. Тому холодний предмет нагрівається, а гарячий охолоджується. Але через деякий час молекули в обох предметах стануть рухатися приблизно однаково і будуть штовхати один одного в однаковій мірі. Це і означає, що температури зрівнялися, настав теплова рівновага.

Коли ти в морозний день виходиш на вулицю, то там теплова рівновага (або краще сказати: холодяное рівновагу?) Вже встановилося: у всіх предметів на вулиці однакова температура, всі вони однаково холодні. Якщо взяти градусник і виміряти температуру повітря, температуру снігу, температуру забору і гойдалок у дворі, то буде видно, що вона у всіх однакова. У природі панує повна рівновага. Але от якщо доторкнутися голою рукою різні предмети, то відразу починаєш сумніватися в тому, що у них однакова температура. Взимку залізо на вулиці на дотик здається набагато холодніше, ніж дерево. Так, може бути, у них різна температура, хоча шматок дерева і лежить поруч з шматком заліза? А як же теплове рівновагу?

Справа в тому, що як тільки ти береш в руки шматок заліза, то ти тим самим рівновагу порушуєш. Адже у кожної людини всередині - теплової механізм, він його справно нагріває до температури в тридцять шість градусів. І ще шість десятих. А як тільки ти береш голою рукою залізо, то йому доводиться і цю залізяку нагрівати. А якщо береш дерев'яну дошку, то доводиться дошку нагрівати. Тому що якщо їх не нагрівати, то рука скоро охолоне, а це погано. Наш теплової механізм щосили намагається, щоб температура всередині була постійна, ні від чого не залежить.

Різниця в тому, що залізо відбирає тепло з більшою швидкістю, ніж дерево. Тому воно здається холодніше. Справа в тому, що залізо - це метал. Головне властивість металів, яке відрізняє їх від усіх інших речовин, в тому, що у них всередині багато вільних електронів. А електрони - це дуже маленькі і легкі частинки. Молекули в тисячі разів їх важче. Уяви-но собі, як здоровенна молекула твоєї гарячої руки вдаряє по маленькому електрончіку. Від такого удару електрон полетить з величезною швидкістю. Навіть порівняння таке є, дуже підходяще до даного випадку: летить, як ошпарений. Летить він собі в глиб металу, по дорозі зачіпаючи за атоми і, звичайно, розгойдує їх. А раз розгойдує, то, значить, нагріває. Від таких "ошпарені" електронів метал прогрівається дуже швидко.

Зовсім по-іншому йде справа з деревом. Там немає вільних електронів. Всі вони прив'язані до своїх місць. Молекули твоєї руки штовхають молекули дерева, які знаходяться зовні. Ці молекули поступово розгойдуються все сильніше і сильніше і починають штовхати своїх сусідок, які знаходяться трохи глибше. Ті, розгойдавшись, штовхають ще більш глибоко розташованих сусідок. І так далі. Справа ця неквапливе. Тепло дуже повільно проникає в дерево, значить, рука остигає теж повільно, тому твоєму тепловому механізму годі й говорити сильно напружуватися. З залізом все зовсім не так. Тільки нагрів руку, як електрони вже "забрали" все тепло. Знову треба нагрівати. Ось саме тому залізо і здається холодніше. Але якщо шматок заліза невеликий, то він швидко зігріється в твоїй долоньці, і теплової механізм зітхне з полегшенням: рука перестала остигати, можна і перепочити.

Схожі статті