آزمایشگاه آزاد؛ بدون نیاز به ورود
عایق ضخیم‌تر، گرمای عبوری کمتر
اگر یک دیوار رو با عایق ضخیم‌تر بپوشونیم، گرمای کمتری ازش رد می‌شه؟ تعداد و ضخامت لایه‌ها رو عوض کن و خروجی مدل رو بخون.
آزمایش رو شروع کنتعداد لایه‌ها و ضخامت هر کدوم رو انتخاب کن. مدل اختلاف دمای داخل و بیرون رو ۲۰ درجه و مساحت دیوار رو یک متر مربع می‌گیره.
آزمایشگاه در حال آماده شدنه…
حالا خودت امتحان کن
هر بار فقط یک چیز رو تغییر بده تا اثرش رو ببینی. قبل از اجرا، نتیجه رو حدس بزن.
لایه‌های بیشتری اضافه کن
ضخامت هر لایه رو روی ۰٫۰۵ متر نگه دار. یک بار ۱ لایه و یک بار ۳ لایه انتخاب کن و مقاومت حرارتی و جریان گرما رو مقایسه کن.
حدست چیه؟ با سه‌برابر شدن تعداد لایه‌های هم‌جنس، جریان گرما چه تغییری می‌کنه؟
توضیح نتیجه رو ببین
عدد مقاومت حرارتی از ۰٫۰۵ به ۰٫۱۵ می‌رسه و جریان گرما از ۴۰۰ به حدود ۱۳۳٫۳ وات کم می‌شه. مدل مقاومت لایه‌های پشت سر هم رو جمع می‌کنه؛ این عددها با رسانندگی ثابتی که ابزار فرض کرده به دست میان.
ضخامت هر لایه رو دوبرابر کن
تعداد رو روی ۲ لایه ثابت کن. ضخامت هر لایه رو یک بار ۰٫۰۵ و بار دیگر ۰٫۱ متر بذار؛ مقاومت و جریان گرما رو بخون.
حدست چیه؟ وقتی هر دو لایه ضخیم‌تر بشن، مقاومت و جریان گرما هر کدوم چه تغییری می‌کنن؟
توضیح نتیجه رو ببین
عدد مقاومت از ۰٫۱ به ۰٫۲ می‌رسه و جریان گرما از ۲۰۰ به ۱۰۰ وات نصف می‌شه. در این مدل، مقاومت با ضخامت کل نسبت مستقیم داره و جریان گرما با مقاومت نسبت وارونه.
یک لایه یا دو لایه با ضخامت کل برابر؟
این دو حالت رو مقایسه کن: یک لایه با ضخامت ۰٫۱ متر، و دو لایه که هر کدوم ۰٫۰۵ متر ضخامت دارن.
حدست چیه؟ اگر جنس لایه‌ها یکسان باشه و ضخامت کل تغییر نکنه، تقسیمشون به چند لایه خروجی رو عوض می‌کنه؟
توضیح نتیجه رو ببین
هر دو حالت ضخامت کل ۰٫۱ متر دارن؛ مدل برای هر دو مقاومت ۰٫۱ و جریان گرمای ۲۰۰ وات می‌ده. این مدل اثر درز میان لایه‌ها یا عوض شدن جنس عایق رو حساب نمی‌کنه.
پشت این حرکت چه خبره؟
مقاومت حرارتی جلوی جریان گرما رو می‌گیره
R_total = n*d/k
در مدل، هر لایهٔ پشت سر هم به مقاومت کل اضافه می‌کنه. برای لایه‌های هم‌جنس، ضخامت بیشتر مقاومت رو بالا می‌بره؛ با اختلاف دمای یکسان، گرمای کمتری از دیوار عبور می‌کنه.
گرمای عبوری با مقاومت نسبت وارونه داره
Q_dot = A*DeltaT/R_total
مدل مساحت دیوار رو یک متر مربع و اختلاف دمای داخل و بیرون رو ۲۰ کلوین می‌گیره. بعد جریان پایدار گرما رو از اختلاف دما و مقاومت کل حساب می‌کنه.
همهٔ لایه‌ها در این ابزار یکسانن
k = 1 W/(m*K)
ضریب رسانندگی عایق در محاسبه ثابت و برابر یک وات بر متر‌کلوینه؛ جنس یا ضریب متفاوتی برای هر لایه انتخاب نمی‌کنی. مدل لایه‌ها رو پشت سر هم در مسیر گرما در نظر می‌گیره.
واحد مقاومت حرارتی با واحد ضخامت فرق داره
R_unit = m^2*K/W
از فرمول و ضریب رسانندگی، واحد فیزیکی مقاومت سطحی این مدل متر مربع کلوین بر وات درمیاد. کارت خروجی ویجت برای همین عدد متر نوشته؛ این برچسب درست نیست. جریان گرما بر حسب واته.
سؤالت رو بپرس، جوابش رو هم ببین
وقتی توی چت دربارهٔ یک مفهوم درس می‌خونی، دستیار هوش مصنوعی می‌تونه شبیه‌سازی مرتبط رو کنار توضیحش نشون بده. پارامترها رو تغییر می‌دی و با کمک توضیح بعدی، نتیجه رو بهتر می‌فهمی.
شروع یادگیری با چتبرای ادامه در چت، وارد مسیر شروع و ورود می‌شی. نتیجهٔ این آزمایش به چت منتقل نمی‌شه.
نمونهٔ نمایشی از آموزش در چت
چرا سه لایهٔ نازک جریان گرمای کمتری از یک لایهٔ نازک دارن؟
ضخامت هر لایه رو روی ۰٫۰۵ متر نگه دار و تعداد رو از ۱ به ۳ برسون. در این مدل عدد مقاومت از ۰٫۰۵ به ۰٫۱۵ می‌ره و جریان گرما از ۴۰۰ به حدود ۱۳۳٫۳ وات می‌آد. مقاومت لایه‌های هم‌جنس پشت سر هم جمع می‌شه؛ هرچه مقاومت بیشتر باشه، جریان گرمای عبوری کمتره.
سؤال‌های رایج
مقاومت حرارتی بیشتر چه معنی‌ای داره؟
برای اختلاف دمای یکسان، گرمای کمتری از دیوار می‌گذره. در این مدل، اضافه کردن لایه یا بیشتر کردن ضخامت هر لایه مقاومت کل رو بالا می‌بره.
یک لایهٔ ۰٫۱ متری با دو لایهٔ ۰٫۰۵ متری فرق داره؟
در این مدل نه؛ جنس همهٔ لایه‌ها و ضخامت کل یکسانه، پس مقاومت و جریان گرما برابر می‌شن. درزها و تفاوت جنس لایه‌ها در محاسبه نیستن.
چرا کارت مقاومت واحد متر نوشته؟
این برچسب با فرمول جور درنمیاد. واحد فیزیکی مقاومت سطحی متر مربع کلوین بر واته؛ ضخامت هر لایه جداگانه بر حسب متر وارد می‌شه.
تعداد لایه‌ها رو باید بر حسب دور در دقیقه وارد کنم؟
نه؛ این کنترل فقط تعداد لایه‌های عایق رو می‌گیره. واحد دور بر دقیقه که کنارش دیده می‌شه برای این ورودی درست نیست.
این خروجی مقاومت یک دیوار واقعی رو دقیق می‌ده؟
نه. ابزار یک رسانندگی ثابت، مساحت یک متر مربع و اختلاف دمای ثابت رو فرض می‌کنه و درزها، پل‌های حرارتی یا جنس‌های مختلف رو نمی‌شناسه.