Waarom voelen sommige materialen kouder aan dan anderen terwijl ze in dezelfde omgevingstemperatuur staan?

Weet jij het antwoord?

/2500

Het beste antwoord

Materiaaleigenschappen Een aspect van de wereld om ons heen waar we met de tastzin veel informatie over kunnen verkrijgen zijn materiaaleigenschappen. Met de receptoren in onze huid kunnen we iets te weten komen over de ruwheid, indrukbaarheid, wrijving en warmtegeleiding van materialen. Koud en warm Door middel van thermoreceptoren kunnen mensen een schatting maken van de temperatuur van wat ze aanraken. Maar er wordt ook verschil gevoeld in ‘koudheid’ van voorwerpen die dezelfde temperatuur hebben. Hout van kamertemperatuur voelt bijvoorbeeld meestal warmer aan dan metaal van kamertemperatuur. Dit komt door verschillen in contactweerstand tussen huid en materiaal en door verschillen in de thermische materiaaleigenschappen zoals warmtegeleiding en warmtecapaciteit. Samen bepalen warmtegeleiding en warmtecapaciteit een thermische tijdconstante, die een maat is voor het tempo waarmee het materiaal warmte onttrekt aan de huid. Hoe sneller het materiaal warmte onttrekt, hoe kouder het aanvoelt. Onderzoek met kunstmatig opgewekte warmteonttrekking heeft aangetoond dat proefpersonen verschillen kunnen voelen in het tempo van warmteonttrekking als deze minstens 43% bedragen (Bergmann Tiest & Kappers, in druk). Voorwerpen op kamertemperatuur zijn kouder dan de huid en onttrekken warmte als ze aangeraakt worden, maar bij voorwerpen die warmer zijn dan de huid is de richting van de warmtestroom omgekeerd. In dit geval is ook het gevoel van ‘koudheid’ omgekeerd: materialen die bij kamertemperatuur kouder aanvoelen, voelen bij bijvoorbeeld 40°C juist warmer aan dan andere materialen van dezelfde temperatuur. Bij 34°C ligt het omslagpunt, waarop er geen verschil gevoeld kan worden tussen materialen op basis van hun waargenomen ‘koudheid’ (Bergmann Tiest & Kappers, 2006). Daarom is het van belang om in acht te nemen wat de omstandigheden zijn waarin voorwerpen gebruikt zullen worden, voordat er gekozen wordt welke materiaaleigenschappen ze moeten hebben.

Bronnen:
http://igitur-archive.library.uu.nl/fss/20...

Een stuk ijzer geleidt beter de warmte dan een stuk hout. Daarom zal een stuk ijzer van 20 graden celcius sneller warmte van je hand afvoeren dan een stuk hout van dezelfde temperatuur.

samenstelling!

Hoe beter een materiaal warmte geleidt (en dus je vingers kouder laat worden), hoe kouder het voelt. Iets wat 'lekker warm' voelt zoals wol geleidt warmte dus erg slecht, vandaar dat het ook als isolatie wordt gebruikt.

Antwoord op een vergelijkbare vraag over metaal: "Metaal is altijd koud? Een roodgloeiend stuk metaal anders niet. :-) Maar ik begrijp je vraag: op een zelfde omgevingstemperatuur voelt metaal koeler aan dan bv hout. Ik denk dat je het antwoord zelf weet: warmte is bewegen en vibreren van atomen en elektronen. In metaal zitten atomen mooi geordend in een rooster, in hout helemaal niet, en in metaal zijn veel vrije (geleidings)elektronen. Maw warmte wordt in metaal makkelijk doorgegeven en getransporteerd. Neem maar eens een stuk ijzer vast, hou het in het open haard vuur, en je merkt vlug hoe warmte transporteert. Doe hetzelfde met een tak hout, en dat gebeurt helemaal niet. Hout wordt lokaal warm. Door deze snelle transport eigenschap van warmte, voelt metaal altijd koeler aan. Je neemt het vast met je hand, en je eigen lichaamswarmte wordt direct weg getransporteerd, waardoor het koeler aanvoelt."

Bronnen:
http://www.ikhebeenvraag.be/vraag/3668

Dit heeft te maken met de geleidbaarheid van materialen. Metaal bijvoorbeeld geleidt goed warmte. Als je met je vingers eraan voelt, word de warmte uit je vingers snel afgevoerd = afkoeling = koud aanvoelen. Materiaal dat slecht warmte geleidt (kunstof bijvoorbeeld) voert slecht de warmte van je vinger af, daardoor voelt die veel minder koud aan. Omgekeerd werkt dit ook uiteraard. Als je een metalen lepel in een pan heet water zet, brand je je vingers eraan. Bij een houten lepel gebeurt dat niet.

Dit heeft temaken met de dichtheid en de kleur van de stof. De ene kleur absorbeert meer warmte dan de andere waardoor het anders aanvoelt. Een hogere dichtheid van de stof zorgt ervoor dat de warmte moeilijker wordt opgenomen waardoor het kouder aanvoelt(er zijn meer deeltjes per oppervlak die opgewarmd moeten worden en dat kost meer energie). schaduw in de ruimte kan natuurlijk ook nog verschil uitmaken.

Dat heeft met de geleidbaarheid te maken. Metalen hebben een zogenaamde "elektronenzee", waarbij de metaalatomen hun elektronen delen met hun buren. Bij bijvoorbeeld polymeren (plastics, maar ook de meeste "natuurlijke" materialen, zoals hout) zijn deze elektronen gebonden aan de bindingen tussen de atomen en kunnen ze dus niet vrij bewegen. Als je met je hand een materiaal aanraakt voel je hoe sterk dat materiaal de warmte van je hand kan transporteren. Dus een materiaal dat snel zijn elektronen kan verplaatsen kan ook snel de warmte van je hand verplaatsen en voelt daarom koud aan. En andersom geldt dat dus ook: een materiaal waarbij de elektronen gebonden zitten kan de warmte slecht afvoeren en zal dus warm aanvoelen. Overigens hangt dit ook sterk samen met de electrische geleidbaarheid, een metaal geleidt over het algemeen stroom (=elektronen) goed en een polymeer niet.

Metalen zijn goede warmte-geleiders, hout is dat niet (we noemen dat een isolator) Als je met je warme hand een metalen stok vastpakt, wordt je handwarmte direct weggeleid. Bij eenzelfde stok van hout wordt je handwarmte niet/nauwelijks weggeleid. Je voelt dan je eigen handwarmte. Dat is bij metaal niet zo dus vandaar dat metalen koel(er) aanvoelen dan hout of algemener: een geleider voelt koeler aan dan een isolator (met alle overige factoren constant/gelijk) mvg Natuurkundeleraar

Stel zelf een vraag

Ben je op zoek naar het antwoord op die ene vraag die je misschien al tijden achtervolgt?

/100