Máy Tính Nhiệt Trở

Nhập phép tính

Độ dày L (m)

Độ dẫn nhiệt k (W/m·K)

Diện tích A (m²)

Kết quả

Nhiệt trở (R)

0,25

K/W

Độ dẫn nhiệt (U = 1/R)	4 W/K

Nhiệt trở là gì?

Nhiệt trở (R) là đại lượng cho biết một lớp vật liệu cản trở dòng nhiệt truyền qua bằng dẫn nhiệt mạnh đến mức nào. Giá trị R càng lớn thì khả năng cách nhiệt càng tốt, vì với cùng một chênh lệch nhiệt độ, vật liệu cho ít nhiệt đi qua hơn. Đây là một đại lượng nền tảng trong vật lý xây dựng, làm mát thiết bị điện tử và kỹ thuật truyền nhiệt. Máy tính này dựa trên quan hệ dẫn nhiệt ở trạng thái ổn định để tìm R từ hình học của lớp vật liệu và các tính chất của vật liệu đó.

Nhiệt dẫn qua một tấm có độ dày \(L\) và diện tích \(A\); điện trở tăng theo \(L\) và giảm theo \(k\) và \(A\).

Cách sử dụng máy tính

Bạn chỉ cần nhập ba giá trị: độ dày của vật liệu L tính bằng mét (quãng đường mà nhiệt phải đi qua), độ dẫn nhiệt k tính bằng W/m·K (một tính chất của vật liệu), và diện tích A tính bằng mét vuông mà nhiệt truyền qua. Máy tính sẽ cho ra nhiệt trở R tính bằng kelvin trên watt (K/W) và độ dẫn nhiệt \(U = 1/R\) tính bằng W/K.

Giải thích công thức

Công thức gốc là $$R = \frac{\text{Thickness } L}{\text{Conductivity } k \cdot \text{Area } A}$$ Nhiệt trở tăng theo độ dày vì nhiệt phải đi xa hơn, và giảm khi độ dẫn nhiệt cao hơn hoặc diện tích lớn hơn, bởi cả hai yếu tố này đều giúp nhiệt dễ truyền qua hơn. Những vật liệu có \(k\) thấp (như xốp hoặc bông thủy tinh, \(k \approx 0{,}04\) W/m·K) cho nhiệt trở lớn nên là chất cách nhiệt tốt, trong khi kim loại (\(k\) cao) cho nhiệt trở rất nhỏ.

Nhiệt trở hoạt động như một điện trở giữa bề mặt nóng và lạnh.

Ví dụ minh họa

Hãy xét một tấm xốp dày 0,1 m với độ dẫn nhiệt \(k = 0{,}04\) W/m·K phủ trên diện tích 10 m². Khi đó $$R = \frac{0{,}1}{0{,}04 \times 10} = \frac{0{,}1}{0{,}4} = 0{,}25 \text{ K/W}.$$ Độ dẫn nhiệt là \(U = 1/0{,}25 = 4\) W/K, nghĩa là cứ mỗi kelvin chênh lệch nhiệt độ qua tấm xốp thì có 4 watt nhiệt truyền qua.

Câu hỏi thường gặp

Máy tính dùng đơn vị nào? Hệ đơn vị SI: mét, W/m·K và m², cho ra nhiệt trở tính bằng K/W.

Giá trị R-value trong xây dựng khác gì với R này? "R-value" trong xây dựng thường là nhiệt trở chuẩn hóa theo diện tích (\(R = L/k\), đơn vị m²·K/W). Máy tính này có tính cả diện tích, nên cho ra nhiệt trở tuyệt đối của toàn bộ cấu kiện tính bằng K/W. Lưu ý rằng cách quy ước và tiêu chuẩn cách nhiệt có thể khác nhau tùy quốc gia.

Tôi có thể cộng nhiều lớp không? Có — với các lớp mắc nối tiếp, tổng nhiệt trở bằng tổng R của từng lớp.