ما هي المقاومة الحرارية؟
تُعبّر المقاومة الحرارية (R) عن مدى مقاومة طبقة المادة لانتقال الحرارة عبرها بالتوصيل. فكلما ارتفعت قيمة R كان العزل أفضل، لأن المادة تسمح بمرور كمية أقل من الحرارة عند فرق درجة حرارة معيّن. وهي كمية أساسية في فيزياء المباني، وتبريد الإلكترونيات، وهندسة انتقال الحرارة. تعتمد هذه الحاسبة على علاقة التوصيل في الحالة المستقرة لإيجاد R انطلاقًا من أبعاد الطبقة وخصائص مادتها.
طريقة استخدام الحاسبة
أدخل ثلاث قيم: سُمك المادة L بالأمتار (المسافة التي تقطعها الحرارة)، والموصلية الحرارية k بوحدة W/m·K (وهي خاصية للمادة)، والمساحة A بالأمتار المربعة التي تمر الحرارة من خلالها. تعطيك الحاسبة المقاومة الحرارية R بوحدة كلفن لكل واط (K/W)، والموصلية الحرارية \(U = 1/R\) بوحدة W/K.
شرح المعادلة
المعادلة الحاكمة هي $$R = \frac{\text{Thickness } L}{\text{Conductivity } k \cdot \text{Area } A}$$ تزداد المقاومة بزيادة السُمك لأن الحرارة تقطع مسافة أطول، وتقل مع ارتفاع الموصلية أو اتساع المساحة، إذ يُسهّل كلاهما مرور الحرارة. المواد ذات الموصلية المنخفضة \(k\) (مثل الفوم أو الألياف الزجاجية، حيث \(k \approx 0.04\) W/m·K) تعطي مقاومة عالية وتُعدّ عوازل جيدة، بينما المعادن (ذات \(k\) المرتفعة) تعطي مقاومة منخفضة جدًا.
مثال تطبيقي
لنأخذ لوح فوم سُمكه 0.1 م وموصليته \(k = 0.04\) W/m·K يغطي مساحة قدرها 10 م². عندئذٍ تكون $$R = \frac{0.1}{0.04 \times 10} = \frac{0.1}{0.4} = 0.25 \text{ K/W}$$ والموصلية هي \(U = 1/0.25 = 4\) W/K، أي أن 4 واط تتدفق مقابل كل كلفن من فرق درجة الحرارة عبر اللوح.
الأسئلة الشائعة
ما الوحدات المستخدمة؟ وحدات النظام الدولي SI: الأمتار، وW/m·K، والأمتار المربعة، فتكون المقاومة بوحدة K/W.
ما الفرق بين قيمة R-value وقيمة R هنا؟ غالبًا ما تُمثّل "قيمة R" في عزل المباني المقاومة المنسوبة إلى الوحدة المساحية (\(R = L/k\)، وحدتها m²·K/W). أما هذه الحاسبة فتشمل المساحة، فتعطي المقاومة المطلقة للمكوّن بأكمله بوحدة K/W.
هل يمكنني إضافة عدة طبقات؟ نعم — في حالة الطبقات المتصلة على التوالي، تساوي المقاومة الكلية مجموع قيم R لكل طبقة.
