Wieso nehmen wir Verschiedene Matrialien bei gleicher Temperatur unterschiedlich warm war?
Wenn ich beispielsweise eine Pizza backe und sie aus dem Ofen herausnehme, ist das Backblech am heißesten. Auch die Tomaten (Wasser) sind im vergleich zum Pizzateig sehr heiß. Aber alle Materialien haben doch die gleiche Temperatur oder nicht ?
6 Antworten
Die Materialien haben durchaus nicht die gleiche Temperatur, daher erstmal messen ! Wasserhaltige Materialien, Stein, Metall, Teig nehmen unterschiedlich auf und leiten unterschiedlich ab.
Das hängt mit der Wärmekapazität zusammen. Wie der Name schon sagt hat das mit der Wärme zu tun, die ein Stoff aufnehmen kann. Um verschiedene Stoffe um eine gewisse Temperatur zu erwärmen benötigt man eine Energie, dabei benötigen manche Stoffe mehr Energie als andere um sie um den gleichen Temperaturunterschied zu erwärmen. Metall bspw benötig viel Energie (Wärme). So kommt es, dass sich Metall im Winter furchtbar kalt anfühlt wenn wir es anfassen, denn unsere Hand ist dann viel Wärmer und das Metall wird solange Wärme "entziehen" bis ein thermisches Gleichgewicht herrscht, dies bedeutet, dass die Temperatur der Hand gleich der des Metalls ist. Da Metall aber im vergleich zu manch anderen Stoffen viel Energie benötigt um erwärmt zu werden muss viel mehr Wärme aus der Hand bis die Temperatur des Metals angehoben werden kann, und sich die Hand dabei natürlich abkühlt.
Da kommen zwei Effekte zusammen.
Zum einen haben die genannten Dinge nicht immer die gleiche Temperatur, nach kurzer Zeit außerhalb des Ofens ist der Teig etwas abgekühlt, die Tomate noch fast so heiß wie im Ofen.
Zum anderen reagiert der Wärmesinn nicht auf die Temperatur, sondern auf den Wärmestrom, der bei Berührung vom Gegenstand in den Finger (oder umgekehrt, bei kalten Gegenständen) fließt. Dieser Wärmestrom hängt stark ab von der Wärmekapazität und der Wärmeleitfähigkeit des Materials.
So fühlen sich gut wärmeleitende Metallteile viel heißer an als das Holzbrett, das im selben Backofen war. Aus diesem Grund achtet man bei einer Sauna auch darauf, nur Holz und keine metallenen Schraubenköpfe im berührbaren Bereich zu haben.
Die Temperatur unserer Haut an der Grenzfläche zu anderen Körpern ergibt sich neben der Temperatur dieses Körpers aus dessen Wärmeleitfähigkeit. Metalle z.B. leiten die Wärme wesentlich besser als Kunststoffe oder Holz. Und Wasser leitet besser als Luft.
Das hat was mit der Wärmeübertragung des Materials zu tun. Gleich heiss sind die Sachen auch nicht da sich schlecht wärmeleitendes Material (Pizzaboden) nicht so schnell erwärmt
Bei schlechter Wärmeleitfähigkeit kann weniger Hitze vom Material an die Haut übertragen werden, demnach verbrennen wir weniger schnell und empfinden isolierendes Material als weniger heiß. Deshalb klappt das auch mit über heiße Kohle laufen. Über eine Kochplatte mit 200 Grad laufen wird dagegen nicht ohne schwere Verbrennungen klappen...