什麼是熱擴散率?
熱擴散率(\alpha)衡量的是熱量在材料中「傳播速度」與「儲存能力」之間的相對關係。擴散率高,代表熱量擴散得快,材料能迅速達到熱平衡;擴散率低,則表示熱傳導較為緩慢。這項物理量在暫態熱傳分析、鑄造、電子散熱與建築物理等領域都扮演關鍵角色。其 SI 單位為平方公尺每秒(m²/s)。
如何使用本計算機
請輸入三項材料特性:熱導率 k(單位 W/m·K)、密度 \rho(單位 kg/m³),以及比熱容 c_p(單位 J/kg·K)。計算機會回傳以 m²/s 表示的熱擴散率,並為方便對照,同時換算成 mm²/s(將 m²/s 乘以 1,000,000)。
公式說明
定義公式如下:
其中 k 代表材料傳導熱量的難易程度,而 \rho · c_p 的乘積則是體積熱容——也就是讓單位體積升高一度所需的熱量。將「傳導能力」除以「儲熱能力」,便能得到溫度擾動在材料中傳播的速率。
實例演算
以純鋁為例:k = 237 W/m·K、\rho = 2700 kg/m³、c_p = 900 J/kg·K。
約等於 97.53 mm²/s。這個偏高的數值,正好說明了為什麼鋁的升溫與降溫都如此迅速。
使用注意事項與精準校對原則(6 大核心守則)
📐 1. 嚴格對齊輸入量綱與單位
輸入各項數值時請務必確認量綱(例如小時、天數、金額、百分比),避免單位不匹配引發推算偏差。
🔒 2. 純前端本機毫秒級隱私保障
所有計算邏輯 100% 在您的終端瀏覽器內完成,資料絕不上傳伺服器,嚴格守護商業與個人隱私。
📊 3. 符合公認學術與產業計算模型
演算法嚴格遵循國際通用數學公式與標準計算模型,經多重情境交叉核對,數值嚴密精確。
📋 4. 一鍵複製與免登入 PDF 匯出
支援一鍵複製推算結果字串至剪貼簿,亦可直接點擊列印按鈕輸出純淨 PDF 工作報表。
🔄 5. 多情景敏感度動態對比
建議針對極端值與多組預期情景分別試算,觀察輸出數據的波動區間,輔助做出更穩健的決策。
🛡️ 6. 專業諮詢與日常參考免責聲明
本工具運算結果供日常排程、學業研習與事前參考之用,如涉及重大法規或投資決策請諮詢持證專家。