¿Por qué la hoja metálica del cuchillo se siente más fría que el mango de madera?
Responde Victoria Bekeris, investigadora del CONICET en el Departamento de Física de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA.
Foto: LoggaWiggler/Pixabay
Cualquier objeto, por ejemplo un cuchillo, está en equilibrio térmico con el ambiente. Es decir, guardado en un cajón, por ejemplo, se mantiene a la misma temperatura del ambiente, digamos 20 grados centígrados (20 ºC). En cambio, la temperatura de nuestro cuerpo es casi 37 ºC. Es que nosotros no estamos en absoluto en equilibrio térmico con el ambiente gracias a que tenemos mecanismos muy sofisticados para autorregular nuestra temperatura.
Es sabido que el calor fluye desde un cuerpo de mayor temperatura hacia otro a menor temperatura cuando éstos están en contacto (o, más específicamente, cuando están conectados térmicamente, ya sea a través de un contacto directo, o por intercambio de radiación a través de un fluido como el aire). De manera que se transmitirá calor (energía) desde nuestro cuerpo hacia el cuchillo cuando lo tomemos con nuestra mano.
La transferencia instantánea de calor desde la mano al objeto dependerá de dos propiedades del objeto que son bien diferentes entre sí: su capacidad calorífica y su conductividad térmica. Es decir que el flujo de calor de nuestra mano hacia el cuchillo depende de cuánto calor es capaz de absorber el objeto y de cuán fácilmente puede transmitirlo.
Si tocáramos la superficie de dos objetos que tienen igual conductividad térmica, el de mayor capacidad calorífica se sentirá más frío. Es que en este caso es necesario que fluya mucho calor desde mi mano para elevar la temperatura del objeto. A la inversa, si tocamos la superficie de dos objetos con igual capacidad calorífica, el de mayor conductividad térmica se sentirá más frío, pues transmitirá con más facilidad la energía instantánea que se le entrega.
En el caso concreto del cuchillo, el metal tiene una capacidad térmica unas 10 veces menor que la madera, de manera que si fuese por esto se sentiría un poco más caliente. Pero, como tiene una conductividad térmica casi 2.000 veces mayor, esto determina que el flujo instantáneo de calor sea mucho mayor cuando tocamos el metal que cuando tocamos el mango de madera, y nuestra percepción al entregar mayor flujo de calor al metal es que éste está más frío. Esto mismo ocurre cuando pisamos un piso de baldosas o de madera.
Éste es un problema “archi” conocido en física, pero para resolverlo exactamente hay que hacer muchas cuentas, encontrando las soluciones de las ecuaciones que rigen la propagación del calor.
