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Para entendermos o que acontece temos primeiro que saber o que significam alguns conceitos tais como energia térmica, temperatura e calor, para que não haja nenhuma confusão.
As moléculas, átomos ou íons que compõem os materiais estão em constante agitação, que é o seu movimento térmico. A soma das energias de todos os átomos ou moléculas de um copo é a sua energia térmica.
Quanto maior for a agitação dessas partículas, maior será a temperatura do corpo. Assim, a temperatura dos materiais é relacionada com a intensidade dessa agitação e não com o nosso tato, pois ele não é confiável. Por exemplo, ao pegarmos na maçaneta de metal ela parece estar mais fria que a porta de madeira, no entanto, elas estão num mesmo ambiente e por isso as suas temperaturas são as mesmas.
No entanto, quando dois objetos de temperaturas diferentes são postos em contato, ocorre a transferência de energia térmica do corpo com maior temperatura para o de menor temperatura, até atingirem o equilíbrio térmico. O calor é exatamente isso, não é algo estático, mas pode ser definido como a transferência de energia térmica entre corpos de diferentes temperaturas.
Assim, num dia frio, por exemplo, a nossa mão está com uma temperatura mais elevada que a maçaneta e do que a madeira da porta, por isso, quando as tocamos flui calor de nossa mão para esses objetos. Esse processo é chamado de condução, onde a energia térmica passa de partícula para partícula no meio.
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Acontece que os metais são ótimos condutores de calor, enquanto que a madeira é péssima condutora, sendo inclusive usada como isolante. Isso significa que como os metais são bons condutores térmicos, a taxa de transferência de energia de nosso corpo para o metal ocorrerá mais rapidamente do que a taxa de transferência de energia para a madeira.
Para se entender melhor, é como se os metais “roubassem” o calor da nossa mão mais rapidamente e por isso sentimos aquela sensação de frio (não porque a temperatura do metal está menor, mas porque a temperatura da nossa mão diminuiu devido ao fluxo rápido de sua energia térmica para o metal). Ao tocar na madeira, entretanto, o calor vai fluir bem devagar e não haverá a sensação de frio.
É por esse mesmo motivo que os seguintes fatores acontecem:
Quando pisamos num chão de cerâmica achamos que ele está mais frio do que quando pisamos num piso de madeira;
Quando aquecemos uma panela feita de metal, ela fica quente, enquanto que o seu cabo de madeira não fica;
Uma colher de madeira não esquenta quando colocada numa panela quente, mas uma de alumínio sim;
A água num copo de alumínio parece que está mais fria, no entanto, isso é mentira. Na verdade, esses recipientes têm a desvantagem de a bebida “esquentar” mais depressa, ou seja, o copo perde calor para a água. É por isso que o copo fica mais frio, mas a bebida fica mais quente.