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일상의 호기심

금속이 차가운 이유 - 왜 금속은 차가울까?! 여름에 시원~ 겨울에 추웡

by 찐빵두빵 2020. 9. 29.

금속이 차가운 이유 - 왜 금속은 차가울까?! 여름에 시원~ 겨울에 추웡 

 

안녕하세요! 

날씨가 더울 때 금속으로 된 손잡이나 가구 등을 만지게 되면 차갑고 시원하다고 느끼잖아요

어렴풋이 '열전도성이 높아서 그런것 아닐까?!'라고 생각은 되어도 정확한 원리는 모르겠어서 찾아보았어요!

금속 게이트 (픽사베이 무료 사진) 

예를 들어 위와 같은 철문을 만지게 되면 여름이나 겨울에 차갑다고 느끼잖아요! 

그 이유는 바로 금속의 열용량과 열 전도율 때문이에요.

- 열용량은, 어떤 물체를 1도 높이는데 필요한 열량을 의미해요.

- 열전도율은 , 구체적인 크기와 모양을 가진 물체가 실제로 열을 전달하는 정도를 의미해요. 

열전도율이 높다는 것은 그만큼 열을 잘 전달한다는 의미이며, 단면적에 비례하여 증가해요

 

이를 이해하기 쉽게 나무 vs 금속 으로 비교해서 설명해 드릴게요

나무와 금속을 비교하게 되면 

- 열용량 : 나무 < 금속

- 열전도율 : 나무 < 금속 

  열용량 = 비열 X 질량이에요. 즉 어떤 물체를 1도 높이는데 필요한 열량을 말해요.

 

간단하게 나무와 금속을 모두 상온 15도에 두었다고 가정해요. 

오랜 시간이 지나게 되면 두 물체 모두 상온과 온도가 같아져서 15도가 되겠죠?! 

이때 각각의 물체를 접촉해보면! 

1) 금속 접촉

 - 손이 금속에 닿는 순간 접촉한 면적의 체온을 빠르게 뺏어가요. 

 - 그 이유는 열전도율이 크기 때문이에요.

 - 열전도율은 접촉면에 비례하기 때문에 접촉한 면의 에너지를 뻇어가게되어요.

 - 금속의 열전도율이 높기 때문에 금속의 접촉면 일부분이 아닌, 금속 전체에 열이 전달되므로 금속 전체를 1도 높일 수 있는 만큼의 큰 에너지를 빼앗겨요.

 - 또한, 열용량이 크기 때문에 접촉한 면과 온도가 같아지기 위해 많은 양의 열에너지를 뺏어가요.

 

2) 나무 접촉 

 - 손이 닿는 부분이 처음에만 차갑다고 느껴져요.(낮은 열전도율)

 - 조금 시간이 지난 후, 접촉한 나무의 면은 금방 미지근하다고 느끼게 돼요 

 - 그 이유는 열전도율이 낮기 때문이에요.

 - 접촉한 나무 일부분의 온도가 상승할 뿐, 나무 전체의 온도까지 열을 전달할 능력이 부족해요.

 - 또한, 열용량이 작기 때문에 금속에 비해 작은 열에너지로 온도를 상승시킬 수 있어요.

 

 

 

※결론

 - 금속이 더 차갑다고 느끼는 이유는 금속의 높은 열용량과 열전도율 때문이다.

 - 높은 열용량 때문에 금속 물질 1도 상승시키는데 많은 열 에너지를 빼앗긴다.

 - 높은 열전도율 때문에, 금속 일부분에 접촉해도 물체 전체를 높일 만큼 에너지를 빼앗긴다. 

 

※느낀 점

- 열전도율과 연관되었다고는 생각했는데 열용량과도 관련이 있다는 것을 알게 되었어요.

- 나무와 비교하니까 이해하기가 쉬었고 앞으로 열용량과 열전도율에 대해서는 기억할 수 있을 것 같아요.

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