Почему металлический чайник, стоящий на огне, брать рукой опасно, а горящую спичку можно держать, не обжигаясь?

Коротко: здесь главное отличие материалов по теплопроводности и как тепло распространяется по изделию.

1. Металлический чайник

• Металл — хороший теплопроводник. Тепло от огня быстро передаётся по дну и стенкам чайника.
• Ручка часто соединена с корпусом металлом (или сделана из очень хорошо теплопроводного материала). В результате тепло быстро переходит к ручке, и она становится очень горячей, даже если огонь прямо под ручкой не горит.
• Кроме того, чайник содержит воду и металл, который накапливает тепло. Всё это усиливает передачу тепла внутрь корпуса и к ручке.
• В результате хватать чайник голыми руками опасно: можно получить ожог за доли секунды.

2. Горящая спичка

• Палочка спички в основном деревяная. У дерева низкая теплопроводность по сравнению с металлом.
• Горящий кончик действительно очень горячий, но тепло от огня должно пройти по деревянной палочке до руки. Этим процессом управляет слабая теплопроводность дерева и небольшой поперечный сечение пути тепла.
• Из-за этого за короткое время часть тепла до руки достигает медленно, поэтому можно держать палку за часть, не соприкасаясь с пламён и не ощущая резкого ожога — хотя это небезопасно и долго держать нельзя.
• Но важно помнить: держать горящую спичку всё равно рискованно, и делают это только ради объяснения физики. Не экспериментируйте.

Дополнительно (для понимания): можно использовать закон Фурье для кондукции Q = k·A·(ΔT)/L, где:

• k — теплопроводность материала (металл ≈ десятки W/(м·K), древесина ≈ сотые W/(м·K)),
• A — площадь контакта,
• ΔT — разность температур между горячей частью и тем местом, где зафиксирована ручка/палец,
• L — длина пути тепла.

Итог: чайник опасно держать за ручку, потому что металл хорошо проводит тепло и быстро нагревает ручку. Горящую спичку можно держать (короткое время) из-за очень низкой теплопроводности дерева, но это небезопасно и лучше не экспериментировать.