🔬 热传导计算器
使用 Q = kAΔT/d 计算热传导速率。输入热传导系数、表面积、厚度和温差，即可求出以瓦特为单位的热流量。
这是什么工具？
热传导是热能从高温侧流向低温侧、穿过材料的过程。Fourier 定律给出传导速率：Q = k × A × ΔT / d，其中 Q 为热传导速率（W），k 为热传导系数（W/m·K），A 为截面积（m²），ΔT 为温差（K 或 °C），d 为材料厚度（m）。这是建筑隔热、散热片和热管理的基本方程。
从冬天保温的房屋隔热到电脑芯片需要散热片以避免过热，热传导主导着无数工程挑战。这款计算器根据材料性质和温度条件，确定穿过墙壁、板材或平板的热流量。
运作原理
本计算器使用 Q = k × A × ΔT / d。热传导系数 k 差异极大：金属导热良好（铜：400 W/m·K），而绝缘体则阻碍热流（玻璃纤维：0.04 W/m·K）。
| 材料 | k (W/m·K) | 类别 |
|---|---|---|
| 钻石 | 2,200 | 极佳导体 |
| 银 | 429 | 优良导体 |
| 铜 | 401 | 优良导体 |
| 铝 | 237 | 良好导体 |
| 水 | 0.60 | 中等 |
| 玻璃纤维 | 0.04 | 绝缘体 |
| 空气 | 0.026 | 绝缘体 |
隔热材料的 R 值为 R = d/k——R 值越高，隔热效果越好。R-20 的墙壁在相同 ΔT 下，每单位面积的热流量仅为 R-1 墙壁的二十分之一。
使用方法
- 输入热传导系数（k），单位 W/(m·K)。
- 输入表面积（A），单位 m²。
- 输入温差（ΔT），单位 °C 或 K。
- 输入材料厚度（d），单位米。
- 点击「计算」即可得到热传导速率 Q（瓦特）。
常见问题
什么是热传导系数？
热传导系数（k，单位 W/(m·K)）用来衡量材料导热的容易程度。金属的 k 值高（良好的导体）；隔热材料的 k 值低（良好的绝缘体）。钻石是已知块材中 k 值最高的。
隔热厚度如何影响热传导？
Q 与厚度成反比：隔热层加倍，热流量减半。这就是为什么更厚的隔热层能节省能源。R 值（R = d/k）直接反映了这一点：R 值越高，隔热效果越好。
传导、对流和辐射有什么区别？
传导是固体材料中的热流（Fourier 定律，即本计算器）。对流是流体运动携带的热量（牛顿冷却定律）。辐射是以电磁波形式发射的热（Stefan-Boltzmann 定律）。实际系统通常三种方式同时存在。
多层墙壁可以用这个计算器吗？
不能直接使用——本计算器仅处理单一材料层。对复合墙壁，将每层的热阻相加：R_总 = d₁/k₁ + d₂/k₂ + ...，再以 Q = A × ΔT / R_总 计算。每层的 R = 厚度 / 传导系数。
为什么 ΔT 在 °C 和 K 中使用相同的数值？
因为这是温差，而非绝对温度。1°C 的变化恰好等于 1 K 的变化。绝对温度相差 273.15（0°C = 273.15 K），但温差完全相同。
什么是 U 值？
U 值（热传递系数）是总 R 值的倒数：U = 1/R_总。它衡量每单位面积每度的热流量：Q = U × A × ΔT。U 值越低，隔热效果越好。建筑法规通常对墙壁、窗户和屋顶规定最大 U 值。
技巧与建议
Q 以瓦特（W）为单位，k 以 W/(m·K) 为单位，A 以 m² 为单位，ΔT 以 K（或 °C，因为只涉及差值）为单位，d 以米为单位。温差 ΔT = T_高温 − T_低温，Q 恒为正值（热从高温流向低温）。对于复合墙壁（不同材料层），将热阻相加：R_总 = Σ(dᵢ/kᵢ)，再以 Q = AΔT/R_总 计算。对流和辐射是另外两种热传递方式，本计算器不涵盖。