ऊष्मा चालन (Thermal Conduction) ताप प्रवाह कैलकुलेटर

गणना दर्ज करें

ऊष्मीय चालकता k (W/m·K)

क्षेत्रफल A (m²)

मोटाई d (m)

गर्म सतह का तापमान (°C या K)

ठंडी सतह का तापमान (°C या K)

सूत्र (फॉर्मूला)

Show calculation steps (1)

1. Heat Flux

   

   q = heat flux (W/m^2) = heat flow per unit area

परिणाम

चालन ताप प्रवाह दर

80

वाट (W = J/s)

ऊष्मा फ्लक्स (प्रति इकाई क्षेत्रफल)	8 W/m²
तापमान अंतर ΔT	20 degrees
नियम	चालन का फूरियर नियम

यह कैलकुलेटर क्या करता है

यह टूल फूरियर के ऊष्मा चालन नियम (Fourier's Law) का उपयोग करके यह बताता है कि किसी ठोस परत — जैसे दीवार, खिड़की, इन्सुलेशन बोर्ड या पाइप की लैगिंग — से होकर ऊष्मा कितनी तेज़ी से गुज़रती है। यह कुल ताप प्रवाह दर (वाट में) और ऊष्मा फ्लक्स (वाट प्रति वर्ग मीटर) दोनों देता है। यह भौतिकी सार्वभौमिक है और हर देश में समान रूप से लागू होती है।

इसका उपयोग कैसे करें

पदार्थ की ऊष्मीय चालकता k (W/m·K), ताप प्रवाह की दिशा के लंबवत अनुप्रस्थ क्षेत्रफल A (m²), परत की मोटाई d (m), तथा गर्म और ठंडी सतहों के तापमान भरें। चूँकि केवल तापमान का अंतर मायने रखता है, इसलिए आप दोनों तापमान °C में या दोनों K में भर सकते हैं — परिणाम एक ही रहेगा।

सूत्र की व्याख्या

स्थायी अवस्था (steady-state) में चालन $$\frac{Q}{t} = \frac{k \cdot A \cdot \Delta T}{d}$$ के अनुसार होता है, जहाँ \(\Delta T = T_{\text{गर्म}} - T_{\text{ठंडा}}\)। अधिक चालकता, बड़ा क्षेत्रफल या तापमान का बड़ा अंतर — ये सभी ताप प्रवाह बढ़ाते हैं, जबकि मोटी परत इसे घटाती है। ऊष्मा फ्लक्स \(q = \frac{k \cdot \Delta T}{d}\) बस प्रति इकाई क्षेत्रफल का प्रवाह है।

क्षेत्रफल A और मोटाई d वाली स्लैब से होकर ऊष्मा गर्म सतह से ठंडी सतह की ओर बहती है।

हल किया हुआ उदाहरण

मान लीजिए एक 10 m² का इन्सुलेटिंग पैनल है, जिसकी मोटाई 0.1 m और \(k = 0.04\) W/m·K है, गर्म सतह 20 °C पर और ठंडी सतह 0 °C पर है। \(\Delta T = 20\)। ताप प्रवाह $$Q = \frac{0.04 \times 10 \times 20}{0.1} = \mathbf{80\ W}$$ और ऊष्मा फ्लक्स $$q = \frac{0.04 \times 20}{0.1} = \mathbf{8\ W/m^2}$$

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

क्या °C या K इस्तेमाल करने से फ़र्क पड़ता है? नहीं। यह नियम तापमान के अंतर पर आधारित है, और 1 °C का बदलाव 1 K के बदलाव के बराबर होता है, इसलिए परिणाम एक ही रहता है।

ऊष्मीय चालकता k क्या है? यह पदार्थ का एक गुण है: वह कितनी आसानी से ऊष्मा का चालन करता है। ताँबा ≈ 400 W/m·K, काँच ≈ 1, फाइबरग्लास इन्सुलेशन ≈ 0.04।

क्या यह केवल स्थायी अवस्था के लिए मान्य है? हाँ — यह स्थिर गुणों और बिना किसी आंतरिक ऊष्मा उत्पादन के स्थायी अवस्था के चालन का मॉडल है।