Hãy thử tưởng tượng bạn đang đứng ngoài trời vào một ngày mùa đông giá lạnh, bạn chạm tay trần vào một gốc cây và một cột điện bằng kim loại.
Về mặt lý thuyết, cả thân cây lẫn cột điện đều có cùng điều kiện giống nhau, bao gồm cùng nhiệt độ môi trường, cùng điều kiện thời tiết tác động… nhưng chắc chắn bạn sẽ cảm thấy chạm vào cột điện sẽ lạnh hơn chạm vào thân cây.
Tại sao vào mùa đông giá lạnh, chạm vào kim loại luôn cảm thấy lạnh hơn khi chạm vào gỗ hoặc nhựa? Nguyên do của hiện tượng này bắt nguồn từ khả năng dẫn nhiệt của các chất liệu khác nhau.
Điều quan trọng bạn cần biết, đó là cảm giác nóng, lạnh của con người không phải lúc nào cũng phản ánh chính xác nhiệt độ thực của một vật thể nào đó khi chúng ta chạm vào. Chẳng hạn như ở ví dụ kể trên, nhiệt độ trên cột điện bằng kim loại và thân cây là tương tự nhau.
Vì sao chạm tay vào kim loại luôn cảm thấy lạnh hơn khi chạm vào gỗ trong mùa đông? (Ảnh minh họa: Getty).
Khi chạm vào một vật nào đó, điều mà chúng ta thực sự cảm nhận được là tốc độ truyền nhiệt giữa tay và vật đó. Vào mùa đông, nhiệt độ tay người sẽ cao hơn nhiệt độ của vật, do vậy, khi chạm tay vào một vật có nhiệt độ thấp, nhiệt năng sẽ truyền từ tay (nơi có nhiệt độ cao) sang vật (nơi có nhiệt độ thấp hơn).
“Khi bạn chạm vào một thứ gì đó, bạn không cảm nhận nhiệt độ thực sự của nó, mà bạn cảm nhận tốc độ nhiệt lượng di chuyển từ nơi có nhiệt độ cao sang nơi có nhiệt độ thấp. Vào mùa đông, nhiệt độ tay thường sẽ cao hơn nhiệt độ các vật khác nên bạn sẽ cảm thấy lạnh khi chạm lên bề mặt của các vật dụng”, nhà vật lý học Derek Muller chia sẻ.
Tốc độ truyền nhiệt này phụ thuộc vào khả năng dẫn nhiệt của các chất liệu.
Kim loại có độ dẫn nhiệt cao gấp nhiều lần so với gỗ và nhựa. Khi chúng ta chạm tay vào kim loại, do độ dẫn nhiệt cao, nhiệt năng từ tay sẽ được truyền đi rất nhanh vào khối kim loại, điều này khiến lớp da tiếp xúc với kim loại bị mất nhiệt nhanh chóng, tạo ra cảm giác lạnh đột ngột và rõ rệt.
Ngược lại, khi chạm tay vào gỗ hoặc nhựa, do độ dẫn nhiệt của các vật liệu này thấp, nhiệt năng từ tay người sẽ truyền đi rất chậm, vì vậy nhiệt độ tại điểm tiếp xúc giữa tay trần với gỗ hoặc nhựa sẽ giảm chậm, khiến bàn tay có cảm giác không bị lạnh đột ngột như khi chạm vào kim loại, dù trên thực tế bề mặt của chúng có nhiệt độ như nhau.
Hiện tượng truyền nhiệt này không chỉ diễn ra vào mùa đông hay khi nhiệt độ thấp, mà diễn ra vào mọi thời điểm trong năm và với cả nhiệt độ cao.
Chẳng hạn khi bạn nhúng một đôi đũa kim loại vào nồi lẩu nóng. Sau một thời gian, bạn sẽ cảm nhận được đôi đũa nóng lên, thậm chí đến mức có thể gây bỏng tay. Trong khi đó, nếu sử dụng đũa nhựa hoặc đũa gỗ sẽ không cảm thấy hiện tượng trên.
Hiểu được nguyên lý này, chúng ta có thể giải thích được nhiều hiện tượng trong cuộc sống, cũng như biết rõ vì sao thường dùng kim loại làm các dụng cụ nấu ăn như nồi, chảo… nhưng tay nắm lại là gỗ hoặc nhựa.
