Большинство людей считают, что измерение температуры предметов вокруг — весьма легкая задача. На самом деле это не совсем правильно, и сейчас мы разберемся, почему ощущения могут обманывать нас.
Температура физического тела определяется скоростью движения его молекул. Чем интенсивнее двигаются молекулы вещества, тем больше его температура. Например, нагревая воду в кастрюле, мы заставляем молекулы H2O перемещаться друг относительно друга. Получая энергию нагревания через металлическую кастрюлю, молекулы жидкости производят множество соударений, разгоняясь все быстрее, и вода закипает. При этом некоторые молекулы набирают такую высокую скорость, что покидают жидкость в виде пара.
Таким образом мы полагаем, что, чем интенсивнее движение молекул и атомов в веществе, тем оно кажется теплее, но это не до конца отражает природу теплоты материальных вещей.
Можно провести довольно простой эксперимент. Для него достаточно положить в морозилку какой-то предмет, изготовленный из металла, и туда же поместить что-то сделанное, например, из бумаги (блокнот, книгу, тетрадь и т. д.). Когда вы извлечете данные вещи из холодильника и прикоснетесь к ним руками, металл покажется вам более холодным, чем бумажное изделие, хотя температура обоих предметов будет одинаковой. В чем же здесь дело?
В физике есть понятие теплопроводности. Оно является мерой того, насколько хорошо вещество может принимать тепло из окружающей среды или отдавать его. Коэффициент теплопроводности металлов сильно превышает этот же показатель у бумаги. Соответственно, металлические тела нагреваются и охлаждаются быстрее, чем бумажные. И именно поэтому, проводя эксперимент, описанный выше, мы почувствуем разницу в ощущениях температуры, прикасаясь руками к двум вещам, сделанным из разных материалов.
Фото: kmtodjs.weebly.com
Если погрузиться в физику данного процесса глубже, то можно догадаться, что металл, вынутый из морозилки как лучший проводник температуры, начинает забирать тепло из наших рук. Энергия движения молекул в руках при соприкосновении с холодным металлом начинает быстро падать, и мы чувствуем, что это тело холоднее. Бумага же, имея ту же температуру, что и металл, медленнее снижает движение молекул в руках и поэтому кажется теплее.
Нервные окончания в коже не измеряют температуру окружающей среды или предмета, к которому мы прикасаемся. Вместо этого они получают информацию о теплоте кожи и передают ее в мозг. Таким образом мы чувствуем не температуру предмета, оказавшегося у нас в руках предмета, а его воздействие на кожу.
В итоге мы приходим к мысли, что на самом деле температура материального объекта для нас не так важна, как его способность отдавать или забирать тепло из кожи, а значит, люди не в полной мере могут осознать разницу или равенство температур предметов, обладающих разной теплопроводностью, опираясь только на субъективные ощущения.