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Solución:
El calor por fricción generado en el área de contacto entre nuestras manos fluye aproximadamente por igual a cada mano. La interfaz se calienta y hay un flujo de calor por conducción que se aleja de la interfaz en ambas direcciones. En la interfaz misma, hay una discontinuidad en el flujo de calor, con signos opuestos a los dos flujos. La diferencia entre los dos flujos de calor es la tasa de generación de calor por fricción por unidad de área. Entonces tenemos $$izquierda[-kfracdTdxright]^+-izquierda[-kfracdTdxright]^-=q_gen$$Asi que, $$izquierda[-kfracdTdxright]^+=fracq_gen2$$y$$izquierda[kfracdTdxright]^-=fracq_gen2$$
Como resultado de todo esto, la temperatura es más alta en la interfaz (más alta que la mayor parte de tus manos), y esto es lo que percibes como la temperatura de tu piel.
Mientras las terminaciones nerviosas y las células de la piel en su vecindad no estén en equilibrio, habrá una sensación de calor. Por supuesto, esto es una simplificación excesiva porque está el caso de la sensibilidad.
Una posible explicación es que una de las manos se calienta un poco más que la otra y, por lo tanto, hay un flujo de calor de una a otra y, por lo tanto, sentimos calor.
¡Casi lo tienes ahí! La ley cero es true para cuerpos en equilibrio. Sin embargo, cuando se genera calor al frotarse las manos, el calor en cada mano es desigual. Esto es obvio porque las asperezas de las manos son desiguales y están en movimiento. Y la irregularidad también está presente entre las capas de tu piel. Esto crea un gradiente en la temperatura de tu mano. Así que cada mano en sí misma tiene regiones que son ligeramente más cálidas que las demás.
Pero tan pronto como se alcanza el equilibrio (suavidad en la temperatura más fina que nuestro poder de resolución), ya no podemos sentir el calor.
Cuando nos frotamos las manos su temperatura sube debido a la fricción.
Correcto. La energía se transfiere a la superficie de la piel (epidermis) debido al trabajo de fricción que eleva la temperatura de la epidermis de ambas manos.
Ahora, si hay un incremento igual en la temperatura de ambas manos, entonces no debería haber flujo de calor (ley cero de la termodinámica).
Si la temperatura de la epidermis de cada mano es la misma, entonces teóricamente no habría transferencia de calor. Entre las manos. Pero hay una transferencia de calor dentro de cada mano desde la epidermis hasta la capa de la dermis de la piel, que se analiza a continuación.
Por lo tanto, no deberíamos sentir ninguna diferencia de lo habitual ya que no hay calor, sino que debido a que hay un gradiente de temperatura, el calor debería fluir de nuestras manos hacia el entorno y nuestras manos deberían sentirse más frías (suponiendo que el entorno tiene la misma temperatura que nuestra temperatura corporal normal) .
La razón por la que nuestras manos se sienten más calientes es la temperatura elevada en la superficie de la piel, la epidermis, debido al trabajo de fricción, es mayor que la temperatura normal de la dermis que se encuentra debajo, por lo que el calor se transfiere a la dermis donde las terminaciones nerviosas detectan se ubica el calor.
Espero que esto ayude.
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