дерева | Свойства, производство, использование и факты

хвойные и лиственные породы умеренной зоны, выбранные для демонстрации вариантов

Просмотреть все материалы

Ключевые специалисты:

Франсуа Пино Йоханнес Грубенманн Ганс Ульрих Грубенманн

Похожие темы:

сосна береза тик дуб бук

Просмотреть весь связанный контент →

Сводка

Прочтите краткий обзор этой темы

древесина , основная укрепляющая и проводящая питательные вещества ткань деревьев и других растений, а также один из самых распространенных и универсальных природных материалов. Древесина, производимая многими ботаническими видами, включая голосеменные и покрытосеменные растения, доступна в различных цветах и ​​узорах. Он прочен по отношению к своему весу, изолирует от тепла и электричества и обладает желательными акустическими свойствами. Кроме того, он придает ощущение «тепла», которым не обладают конкурирующие материалы, такие как металлы или камень, и относительно легко обрабатывается. В качестве материала дерево служит с тех пор, как на Земле появились люди. Сегодня, несмотря на технологический прогресс и конкуренцию со стороны металлов, пластмасс, цемента и других материалов, древесина сохраняет свое место в большинстве своих традиционных ролей, и ее эксплуатационные возможности расширяются за счет новых применений. В дополнение к хорошо известным продуктам, таким как пиломатериалы, мебель и фанера, древесина является сырьем для древесных плит, целлюлозы и бумаги и многих химических продуктов. Наконец, древесина по-прежнему является важным топливом во многих странах мира.

С ботанической точки зрения древесина является частью системы, которая переносит воду и растворенные минералы от корней к остальным частям растения, хранит пищу, созданную в результате фотосинтеза, и обеспечивает механическую поддержку. Его производят примерно от 25 000 до 30 000 видов растений, включая травянистые, хотя только от 3 000 до 4 000 видов производят древесину, пригодную для использования в качестве материала. Древесные лесные деревья и другие древесные растения делятся на две категории: голосеменные и покрытосеменные. Голосеменные, или шишковидные деревья, дают хвойные породы, такие как сосна и ель, а покрытосеменные растения производят лиственные породы умеренной и тропической зон, такие как дуб, бук, тик и бальза. Следует отметить, что различие, подразумеваемое пунктом твердой древесины и мягкой древесины верно не во всех случаях. Некоторые лиственные породы, например бальза, мягче некоторых мягких пород, например тиса.

прозрачная древесина

Древесина является материалом, имеющим большое экономическое значение. Он встречается во всем мире, и его можно рационально использовать как возобновляемый ресурс, в отличие от угля, руды и нефти, которые постепенно истощаются. Благодаря заготовке в лесах, транспортировке, переработке в мастерских и промышленности, торговле и использованию древесина обеспечивает рабочие места и поддерживает экономическое развитие, а в некоторых странах – основные средства к существованию. Об этом свидетельствует сохраняющийся высокий спрос на древесину и изделия из дерева.

В весовом отношении расход древесины намного превышает расход других материалов. Более половины производимого круглого леса (бревен) потребляется в качестве топлива, главным образом в менее развитых странах. Производство бумаги и картона показало самый быстрый рост среди изделий из дерева; ожидается, что эта тенденция сохранится, поскольку потребление на душу населения в менее развитых странах приближается к уровню потребления в развитых странах. Рост населения мира является движущей силой увеличения потребления древесины и, как следствие, вырубки лесов. Истощение многих лесов, особенно в тропиках, ставит под сомнение обеспечение достаточного запаса древесины для удовлетворения ожидаемых потребностей. Усилия, направленные на то, чтобы остановить сокращение лесного покрова Земли и повысить продуктивность существующих лесов, создание обширных программ лесовосстановления и создание плантаций быстрорастущих деревьев, переработка бумаги и улучшение использования древесины за счет исследований, могли бы облегчить проблему снабжения древесиной и помочь уменьшить экологические потери лесной промышленности.

Викторина “Британника”

Строительные блоки предметов повседневного обихода

Из чего сделаны сигары? К какому материалу относится стекло? Посмотрите, на что вы действительно способны, ответив на вопросы этого теста.

Почему металл кажется холоднее дерева (тепловая реакция человека)?

В этой статье вы узнаете, почему металл кажется холоднее дерева той же температуры, а при более высоких температурах металл вдруг становится теплее дерева.

• 1 Свойство объекта быть горячим или холодным
• 2 Неправильно понятая концепция тепла
• 3 Тепловые потоки как восприятие тепла и холода
• 4 Почему металл кажется теплее/холоднее дерева?
• 5 Почему холодная вода вдруг кажется теплой?

Свойство предмета быть горячим или холодным

Если вы прикоснетесь к металлическому предмету при относительно низких температурах, вы почувствуете, что он намного холоднее, чем деревянный предмет при той же температуре. С другой стороны, при более высоких температурах металл внезапно кажется теплее, чем дерево той же температуры. По этой причине ручки дровяных печей изготавливаются из дерева, к которому можно прикасаться рукой, несмотря на высокие температуры по сравнению с некоторыми металлическими ручками.

Неправильно понимаемое понятие тепла

Этот парадокс заключается в часто неправильно понимаемом понятии тепла. В повседневной жизни мы неправильно понимаем термин тепло как свойство объекта быть теплым или холодным . И ошибочно приписываем это свойство температуре. Причиной этого является наш обманчивый повседневный опыт, так как в большинстве случаев ощущение тепла действительно часто связано с высокой температурой, а ощущение холода с низкой температурой.

Однако даже простой эксперимент показывает, что эта связь между температурой и ощущением тепла или холода не всегда верна. Эксперимент проводится путем наливания воды в кастрюлю и ожидания до тех пор, пока вода не достигнет комнатной температуры около 25 ° C. Затем вы опускаете руку в воду. Вода будет казаться относительно холодной. Таким образом, мы бы сказали, что температура воды 25 °C кажется холодной в случае воды (по крайней мере, большинство из нас не хотели бы принимать ванну с температурой воды 25 °C).

Теперь повторим опыт. На этот раз, однако, мы опускаем руку в воду, наполненную кубиками льда, с температурой 0°C примерно на одну минуту перед проведением эксперимента. Сразу после этого опускаем руку в кастрюлю с водой 25°С. Теперь мы пришли бы к выводу, что вода вдруг кажется очень теплой, хотя температура тоже 25°C (или даже немного ниже, так как вода все еще охлаждается холодной рукой!) Теперь мы пришли бы к выводу, что температура 25°C кажется теплым в случае воды.

Хотя температура воды не изменилась, мы ощущаем воду холодной или теплой в зависимости от того, что мы сделали руками. Это делает очевидным, что мы, люди, очевидно, не имеем прямого органа чувств для температуры! Поэтому мы не должны отождествлять температуры вообще с ощущением холода и тепла.

Потоки тепла как восприятие тепла и холода

В этом контексте возникает вопрос, как мы, люди, чувствуем тепло и холод, если не по температуре. На самом деле наша кожа реагирует не непосредственно на температуру, а на тепловые потоки! А эти тепловые потоки, в свою очередь, зависят от разницы температур между кожей и объектом, к которому мы прикасаемся. Разница температур в конечном итоге приводит к потоку тепла. Тепловая энергия всегда течет из мест с более высокой температурой в места с более низкой температурой (см. также статью Скорость теплового потока: определение и направление). Это также является причиной того, что горячая чашка кофе со временем остывает и больше не нагревается сама по себе, поскольку тепло передается от горячего кофе к более прохладному окружению.

Если кожа человека подвергается воздействию большого теплового потока (т.е. когда за короткое время передается большое количество тепловой энергии), мозг воспринимает это как ощущение тепла. Соответственно, наш мозг воспринимает низкий приток тепла к нашей коже как менее теплый. В этих случаях температура объектов, к которым мы прикасаемся, выше температуры нашей кожи.

И наоборот, мы ощущаем объекты как холодные, когда поток тепла направлен от нашей кожи. Если за короткое время от нашей кожи уходит много тепла (большой исходящий тепловой поток), мы воспринимаем это как очень холод. Если исходящий тепловой поток относительно невелик, объект ощущается менее холодным. В этих случаях температура объектов, к которым мы прикасаемся, ниже температуры нашей кожи.

Тепловой поток, направленный от нашей кожи, воспринимается как холодный, а тепловой поток, направленный к нашей коже, воспринимается как теплый. Скорость теплового потока и, следовательно, интенсивность ощущения того, насколько холодным или теплым является объект, зависит от разницы температур между кожей и объектом!

Если тепло не передается от объекта к нашей коже или от нашей кожи к объекту, объект не ощущается ни теплым, ни холодным. В этом случае объект имеет ту же температуру, что и поверхность нашей кожи (около 32 °C). Итак, мы видим, что только разница температур определяет скорость теплового потока и что именно направление теплового потока определяет ощущение тепла и холода, а не температура самого объекта.

Почему металл кажется теплее/холоднее дерева?

Различные материалы, такие как металл и дерево, различаются по своей способности проводить тепло при заданной разнице температур в большей или меньшей степени. Мы выражаем это свойство среди прочего через теплопроводность. Металлы имеют значительно более высокую теплопроводность, чем древесина. Это означает, что металлы могут передавать больше тепла в единицу времени, чем древесина при той же разнице температур (см. также Теплопроводность (закон Фурье)).

Итак, если мы коснемся металлического стержня при температуре 40 °C, металл способен передать больше тепла, чем дерево, за то же время из-за его более высокой теплопроводности. Скорость теплового потока больше, и поэтому металл кажется намного теплее, чем дерево.

И наоборот, высокая теплопроводность металлов также означает, что при низких температурах от нашей кожи может передаваться больше тепла, чем в случае с деревом. Скорость оттока тепла от нашей кожи выше с металлами, и ощущение холода более интенсивное. Вот почему металлы холоднее дерева при более низких температурах.

На самом деле, для скорости теплового потока важна не только теплопроводность материала, но также его плотность и удельная теплоемкость (см. также температуропроводность).

Почему холодная вода вдруг кажется теплой?

Рассуждая так же, как описано выше, можно также объяснить, почему холодная вода вдруг кажется теплой, если вы какое-то время до этого держали руку в ледяной воде. В нормальном состоянии температура поверхности нашей кожи составляет около 32 °C (см. тепловое изображение ниже). Если мы опустим руку в этом состоянии в кастрюлю с водой при температуре 25 °C, тепло от нашей кожи (более высокая температура) перейдет в воду (более низкая температура). Из-за отвода тепла от нашей кожи вода кажется холодной.

Однако, если мы предварительно окунем руку в ледяную воду, поверхность кожи и наши сенсорные клетки остынут примерно до 16 °C.