這個計算機能做什麼
熱導率代表材料傳導熱量的能力高低。由於不同領域與不同國家慣用的單位系統各異,熱導率會以公制、SI 制、卡路里制與英制(碼磅制)等多種單位來表示。這個換算器只要輸入任一種單位的熱導率數值,就能立即換算出全部七種單位的等值結果,讓你在比對規格書與教科書時,不必再手動計算。這是一項純物理換算,無論在哪個國家,結果都完全一致。
使用方式
先輸入你的熱導率數值,再從下拉選單中選擇該數值所使用的單位。結果表格會以相同的物理量同時顯示 W/(m·K)、kW/(m·K)、J/(cm·s·°)、kcal/(m·h·°)、cal/(cm·s·°)、BTU/(ft·h·°F) 與 BTU/(in·h·°F)。其中代表 SI 制的瓦特每公尺克耳文(W/m·K)會特別標示於最上方。
公式說明
換算採用「先標準化、再縮放」的方法。第一步,將輸入值乘上對應的「轉 SI 係數」,換算為 SI 基本單位:W/(m·K)=1、kW/(m·K)=1000、J/(cm·s)=100、kcal/(m·h)=1.163、cal/(cm·s)=418.68、BTU/(ft·h·°F)=1.730735、BTU/(in·h·°F)=20.76882。第二步,再把這個 SI 值分別乘上各目標單位的「自 SI 係數」(即轉 SI 係數的倒數),便能填滿整張表格。由於溫度間隔 1 K 等於 1 °C,也等於 1.8 °F,這裡只需考慮「度」的比例,永遠不會用到 +32 或 +273.15 的偏移量。
$$k_{\text{SI}} = \text{Conductivity} \times f \quad\left[\frac{\text{W}}{\text{m}\cdot\text{K}}\right]$$
實例演算
輸入 50,單位選 kcal/(m·h·°C)。步驟一:
$$k_{\text{SI}} = 50 \times 1.163 = 58.15 \ \text{W/(m}\cdot\text{K)}$$步驟二:
$$\text{BTU/(ft}\cdot\text{h}\cdot\text{°F)} = 58.15 \times 0.577789 = 33.60$$$$\text{cal/(cm}\cdot\text{s}\cdot\text{°C)} = 58.15 \times 0.00238846 = 0.1389$$因此 50 kcal/(m·h·°C) 約等於 58.15 W/(m·K)。
常見問題
使用的是哪一種卡路里?採用國際蒸氣表卡(International Table calorie),即 4.1868 J,對應的標準係數為 0.859845 與 0.00238846。若改用熱化學卡(4.184 J),結果會略有差異。
可以輸入 0 或負數嗎?輸入 0 時,所有單位的結果都會是 0。負數雖然在數學上也能換算,但對真實材料而言並無物理意義。
為什麼英吋的 BTU 數值是英呎的 12 倍?因為 1 英呎等於 12 英吋,所以在相同的熱導率下,以「每英吋」計算的熱通量會是「每英呎」的十二倍。