Warm/Kalt – Warum fühlt sich Metall kühler an als Holz?

Man befindet sich in einem Raum, in dem eine Zimmertemperatur von etwa 20°C herrscht. Man könnte also meinen, dass alles in diesem Raum die gleiche Temperatur angenommen hat. Wenn man nun allerdings einen Gegenstand aus Holz anfasst und danach etwas metallenes berührt, kommen einem die beiden Sachen nicht gleich warm vor. Das Metall scheint deutlich kühler zu sein als das Holz. Doch ist das wirklich so?

Tatsächlich sind beide Dinge gleich warm. Wie soll es auch anders sein? Beide Gegenstände liegen in einem Raum bei annähernd konstanter Temperatur. Man kann sich gut vorstellen das mit der Zeit alle Gegenstände die Zimmertemperatur annehmen. Etwas Wärmeres würde sich nach und nach abkühlen und ein kaltes Getränk beispielsweiße würde sich bis auf die Temperatur der Luft erwärmen.

Aber warum kommt uns nun das Metall kühler vor als das Holz?

Die Antwort liegt in der Wärmeleitung. Unsere Haut hat etwa eine Temperatur von 30°C. Wenn wir einen Gegenstand anfassen, der kälter ist als die Haut, kann die Wärme von der Haut auf diesen Gegenstand übergehen. Die unterschiedlichen Wärmeübergangsmechanismen habe ich bereits im Artikel zur „eingefrorenen Windschutzscheibe“ erklärt (https://lustaufwissen.wordpress.com/2015/04/28/die-eingefrorene-windschutzscheibe/ ). Da hier ein direkter Kontakt vorliegt spricht man von Wärmeleitung.

Wärmeleitung kann aber nicht nur zwischen zwei verschiedenen Dingen stattfinden, sondern auch innerhalb eines Gegenstandes (hier Holz bzw. Metall). Diese Wärmeleitung ist aber nicht in jedem Stoff gleich gut. Metalle haben in der Regel eine sehr gute Wärmeleitfähigkeit. Wärme, die an einer Stelle an das Metall gelangt, kann also sehr schnell durch das ganze Metallstück geleitet werden und verteilt sich darin. Holz besitzt im Gegensatz dazu eine eher schlechte Wärmeleitfähigkeit.

Wenn man nun mit dem warmen Finger ein Stück Metall berührt, geht die Wärme vom Finger in das Metall über. Dort wird die Wärme aber sofort abgeführt und verteilt. Die Berührungsstelle nimmt also nicht die Temperatur des Fingers an sondern bleibt kühl und entzieht dem Finger somit immer mehr Wärme. Das Resultat ist, dass sich das Metall tatsächlich wie 20° anfühlt. Im Vergleich zu den 30° der Haut also kühl. Beim Holz funktioniert das Ableiten der Wärme nicht so gut. Die Berührungsstelle nimmt also die Temperatur des Fingers an und das Holz kommt einem dann wärmer vor als das Metall. Das Ganze passiert natürlich so schnell, dass man beim Holz nicht merkt wie es sich aufwärmt.

Dinge, die uns bei gleicher Temperatur kühler vorkommen sind folglich gar nicht kühler, sie besitzen nur eine bessere Wärmeleitfähigkeit.

Gleiches gilt natürlich auch für Temperaturen oberhalb der Hauttemperatur. Bei heißem Metall kann nach dem Übergang der Wärme an der Berührungsstelle die Wärme aus dem restlichen Teil des Metalls schnell nachfließen und wieder in die Haut übergehen. Bei Holz dauert das länger. Folglich sind Verbrennungen an Metall deutlich gravierender als die, die bei Berührung mit Holz entstehen. Auch wenn Holz und Metall die gleiche Temperatur haben.

Schweiß – Wie funktioniert die menschliche Klimaanlage?

An diesen heißen Tagen kommt man leicht ins Schwitzen, was in der ein oder anderen Situation auch mal unangenehm sein kann. Doch warum schwitzen wir überhaupt? Der Körper will sich abkühlen klar – aber was bringt da der Schweiß?

Der Kühlungseffekt erfolgt erst dann, wenn der Schweiß, der zum Großteil aus Wasser besteht, auf der Haut verdunstet. Also vom flüssigen in den gasförmigen Zustand übergeht. Das passiert jeder Zeit wird aber bei höheren Temperaturen beschleunigt. Für diesen Übergang benötigt jeder Stoff, also auch Wasser bzw. Schweiß, Energie in Form von Wärme. Diese Wärme wird vom Schweiß aus der warmen Umgebung aber zum Teil auch aus der Haut entzogen, wodurch diese sich folglich abkühlt.

Der Schweiß, der ja mit nahezu Körpertemperatur aus der Haut austritt, kann den Körper also gar nicht herunter kühlen. Erst durch das Verdunsten wird der Haut Wärme entzogen, wodurch der gewünschte Kühleffekt eintritt.