Tocar diferentes materiais pode provocar sensações térmicas distintas, inclusive quando esses objetos estão sob a mesma temperatura. Imagine, por exemplo, colocar a mão em uma árvore e em uma coluna de ferro, com ambos expostos a condições exatamente iguais. Você vai sentir o metal mais frio.
Isso acontece devido à condutividade térmica, que define como o calor é transferido entre os materiais e a nossa pele.
Um vídeo publicado em 2012 no canal Veritasium mostra como a sensação térmica não está diretamente relacionada à temperatura real dos objetos, mas à velocidade com que o calor é transferido.
No vídeo, o divulgador científico australiano Derek Muller explica que, quando tocamos um material, o que realmente sentimos é a rapidez com que o calor é conduzido para ou para longe de nossa pele. “Por exemplo, ao tocar um disco rígido de alumínio e um livro, ambos com a mesma temperatura, o disco rígido parece mais frio. Isso ocorre porque o alumínio é um excelente condutor de calor, transferindo a energia térmica rapidamente para a nossa mão”.
O fenômeno também se caracteriza de forma oposta. Quando dois materiais estão mais aquecidos que o nosso corpo, o metal aparenta estar mais quente, mesmo que ambos os objetos tenham a mesma temperatura.
Esse efeito pode ser observado, por exemplo, ao retirar um bolo do forno. Embora ele esteja quente, a forma parecerá mais quente ao toque, pois o metal conduz o calor de maneira mais eficiente.
O vídeo exibe um experimento com um bloco de alumínio e um de plástico, ambos com um cubo de gelo sobre eles. Esperava-se que o bloco de alumínio, por parecer mais frio, fosse manter o gelo sólido por mais tempo. No entanto, o gelo no bloco de alumínio derreteu mais rapidamente. Justamente porque o metal conduz o calor para o gelo com muito mais eficiência do que o plástico, acelerando o derretimento do cubo.
E o que faz do metal um condutor de calor tão bom? A resposta está na sua estrutura atômica. Nos metais, os átomos estão dispostos de forma mais densa do que em materiais como madeira ou plástico, o que facilita a transferência de calor. Quando um metal absorve energia térmica, seus átomos começam a vibrar e a transferir essa energia para os átomos vizinhos,disseminando o calor rapidamente pelo material.
Além disso, os metais possuem elétrons livres, partículas que se movem desimpedidamente dentro deles. Esses elétrons podem absorver energia térmica e se mover de forma muito rápida, transferindo essa energia para os átomos e acelerando ainda mais a condução do calor.
É esse processo que torna a condução térmica muito mais eficiente nos metais do que em materiais não-metálicos, como madeira ou plástico.
A madeira, por exemplo, é composta por uma mistura de substâncias como celulose e lignina, que não favorecem a condução térmica. Quando o calor é aplicado à madeira, ele se dispersa conforme as partículas encontram diferentes substâncias e se espalham, resultando em uma transferência de calor mais lenta.
Já o plástico, embora mais denso que a madeira, não tem a mesma eficiência que os metais devido à falta de elétrons livres, o que faz com que sua condução térmica seja vagarosa.