¿Depende la temperatura del material?

Hay dos formas de ver esto: ¿Cuál es el entorno en el que se guarda el material?

  • ¿Se mantiene el material en una condición donde la temperatura se conserva (o es constante)? Este es un caso trivial. Dado que la temperatura se mantiene, independientemente del material, cualquier cosa en este entorno permanecerá a esta temperatura. Este también sería el caso, si el material está en contacto con otro cuerpo de material diferente y temperatura diferente. Sin embargo, debe tener en cuenta que la tasa de pérdida / ganancia de calor será diferente para cada material.
  • La segunda situación estaría en una condición donde la temperatura no se conserva (o constante). Este es el escenario que estás buscando, es mi opinión. En esta condición, diferentes materiales tendrán diferentes temperaturas. En este caso, la adición de calor total en diferentes materiales permanece constante. Sin embargo, las temperaturas cambiarían (digamos en la conducción) según la ley de Fourier de la conducción de calor. Esto también significa que las temperaturas de equilibrio alcanzadas serían diferentes para diferentes materiales.

Una buena manera de aclarar estos pensamientos sería probar una pequeña simulación. Si aún no utiliza ningún software FEM, puedo sugerir SimScale. Es una plataforma de simulación basada en la nube que cubre FEM y CFD. Podrías crear un bloque simple y ver los efectos cuando lo guardes.

  • Caso A: En contacto con otro bloque de material diferente.
  • Caso B: En una habitación con constante adición de calor.

Hay varias simulaciones de HVAC en su base de datos de proyectos públicos, que también pueden ofrecerle una visualización de estos conceptos.

Yo pensaría que solo la pregunta pura “¿Depende la temperatura del material?” Obtiene un no. La redacción asume una temperatura estable en un entorno idéntico.

Diferentes materiales ciertamente alcanzarán una temperatura estable a un ritmo diferente. Una libra de plumas se enfriará más lentamente que una libra de aluminio. Pero ambos estarán a la misma temperatura cuando se estabilicen.

Además, cuando alcanzan una temperatura estable, digamos 65 grados en una habitación con temperatura ambiente de 65 grados, el aluminio se sentirá más frío que las plumas bajas. Esto se debe a que su mano transfiere su calor mucho más rápido al AL (o el calor de su mano se mueve mucho más rápido al AL) que a las plumas.

Pero estas situaciones involucran el flujo de calor y la tasa de cambio de temperatura, no la temperatura en sí misma. Eso es lo mismo.

Para que la temperatura sea diferente, tendrá que haber algún “motor” o controlador que agregue o reste calor a ese material. Simplemente sentarse en reposo dará la misma temperatura con el tiempo.

Eso es muy similar a “el peso depende del material”. El peso depende del material Y del volumen. La temperatura depende del material Y la energía con la que se ha calentado el material Y también otros factores.
Por ejemplo, tomar 2 vasos, uno pesado y uno ligero. Vierta 100 ml de agua caliente en cada uno; el vaso más pesado alcanzará una temperatura más baja.

PERO, si toca diferentes materiales a la misma temperatura con la mano, es probable que sienta una diferencia. Esto se debe a que algunos materiales conducen el calor mejor que otros. Toque metal o acero en un día frío, el acero se sentirá mucho más frío.

Hay algo llamado (en serio) la ley Zeroth de la termodinámica: si dos sistemas están en equilibrio térmico respectivamente con un tercer sistema, deben estar en equilibrio térmico entre sí. Esta ley ayuda a definir la noción de temperatura.

Algo a 50 grados Celsius es 50 grados sin importar de qué material se trate.

(Como han señalado otros, un buen conductor se sentirá más caliente y tendrá que agregar más calor para elevar la temperatura de un material con un alto calor específico).

La cantidad de calor requerida para un cambio de temperatura puede depender del tipo de material dependiendo de su calor específico.
Pero la temperatura de cualquier material por sí sola, cuando se deja alcanzar el equilibrio, será siempre la misma que la del ambiente (a menos que sea radioactiva o parte de algo que continuamente emite calor por sí solo)

Si lo hace El concepto de capacidad calorífica específica se utiliza para comparar materiales. La capacidad térmica de Specefic es el calor requerido para elevar la temperatura de un kg de material a través de 1 ° C

De manera indirecta: si agrega una cierta cantidad de calor a dos materiales diferentes, el aumento de temperatura puede ser diferente en los dos materiales. Por el contrario, para aumentar la temperatura de dos bloques de dos materiales diferentes en la misma cantidad, es posible que deba agregar más calor a uno que a otro.

La relación de calor agregado a aumento de temperatura se denomina capacidad de calor del material. (También puede verlo denominado calor específico , que es la capacidad de calor por unidad de masa).