專技高考-建築師建築環境控制113 年第 21 題單選題
室溫 $26^{\circ}$ C 無風房間內,有數塊相同尺寸(30 cm 長×30 cm 高×5 cm 厚)但不同材質的板材,板材表面溫度均為 $26^{\circ}$ C,以手掌碰觸其表面,下列敘述何者正確?
A材質比重越高,其表面的手感越熱
B材質比熱越高,其表面的手感越冷
C材質熱輻射係數越高,其表面的手感越熱
D材質熱傳導係數越高,其表面溫度的手感越冷正確答案
D正確答案
物體表面溫度雖相同,但熱傳導係數越高,從手掌帶走熱量越快,手感越冷。
為什麼答案是 D
手掌溫度(約33℃)高於板材(26℃),接觸時熱量由手流向板材。熱傳導係數越高,單位時間內從手掌帶走的熱量越多,手感越冷。這就是摸金屬比摸木頭冷的原理。
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完整詳解
Pro · 無限重點 物體表面溫度雖相同,但熱傳導係數越高,從手掌帶走熱量越快,手感越冷。
摸金屬vs摸木頭:同溫度下金屬感覺冷,因為熱傳導快,快速帶走手的熱量。
逐選項分析
A✕
比重(密度)本身不直接決定手感冷熱,關鍵在於熱傳導速率。高密度材料常伴隨高導熱(如金屬),但手感反而更「冷」而非熱。
B✕ 陷阱
比熱高代表升溫需更多熱量,雖會持續從手吸熱,但手感冷熱主要由熱傳導係數決定。且同溫度下此敘述方向也有爭議,非最佳答案。
C✕
熱輻射係數影響的是非接觸式熱交換。手掌直接碰觸板材時,主導的是「熱傳導」而非熱輻射,故輻射係數與手感冷熱關係不大。
D✓ 正確
手掌溫度(約33℃)高於板材(26℃),接觸時熱量由手流向板材。熱傳導係數越高,單位時間內從手掌帶走的熱量越多,手感越冷。這就是摸金屬比摸木頭冷的原理。
常見材料熱傳導係數 (W/m·K) 與手感
| 材料 | 熱傳導係數 | 手感 | 應用 |
|---|
| 金屬(鋼、鋁) | 50-200 | 很冷 | 散熱器 |
| 石材、磁磚 | 1-3 | 偏冷 | 地坪 |
| 木材 | 0.1-0.2 | 溫暖 | 室內裝修 |
| 發泡材、地毯 | 0.03-0.05 | 最溫暖 | 保溫隔熱 |
常見迷思是「表面溫度相同,手感應相同」。實際上手感冷熱取決於「接觸瞬間熱量流動速率」,而非表面溫度本身。熱傳導係數越高的材料,越快把手的體溫帶走,感覺越冷——這也是為何室溫下摸金屬比摸木頭冷的原理。