آخر تحديث: 2026-06-30

التوصيلية الحرارية

التوصيلية الحرارية (يُرمز إليها بـ k أو λ) مقدارٌ يصف مدى قدرة المادة على نقل الحرارة بالتوصيل. وتقاس بالواط لكل متر·كلفن [W/(m·K)] في النظام الدولي للوحدات (SI): فإذا كانت لوحةٌ من مادة ما سُمكها متر واحد وفرق الحرارة بين وجهيها كلفن واحد، فإن الطاقة الحرارية المنتقلة عبر كل متر مربع من سطحها تساوي k واطًا. كلما ارتفعت قيمة k، انتقلت الحرارة بسرعة أكبر؛ وكلما انخفضت، كانت المادة أفضل عزلًا.

الوحدات المدعومة

W/(m·K) — واط لكل متر·كلفن هي وحدة SI المعتمدة دوليًا، وتستخدمها المعايير الهندسية والفيزيائية الكبرى كمعايير ISO وEN وASHRAE في جميع مواصفاتها.

BTU/(hr·ft·°F) — BTU لكل ساعة·قدم·درجة فهرنهايت هي الوحدة الإمبراطورية الشائعة في كودات البناء والتكييف والتبريد الأمريكية. ويعادل BTU/(hr·ft·°F) الواحد 1.730735 W/(m·K).

cal/(s·cm·°C) — سعرة لكل ثانية·سنتيمتر·درجة مئوية هي وحدة النظام السنتيمتري-غرامي-ثانوي (CGS)، وترد في الأدبيات العلمية القديمة السابقة لاعتماد نظام SI. وتعادل الوحدة الواحدة 418.4 W/(m·K).

جدول قيم التوصيلية لمواد شائعة

المادة	W/(m·K)	BTU/(hr·ft·°F)
نحاس	401	231.7
ألومنيوم	237	137.0
فولاذ كربوني	50	28.9
خرسانة	1.7	0.98
زجاج	1.0	0.578
ماء (20 °م)	0.598	0.346
خشب صنوبر	0.15	0.087
صوف معدني	0.040	0.023
بوليسترين منبسط (EPS)	0.038	0.022
هواء ساكن	0.026	0.015

معاملات التحويل

من	إلى W/(m·K)	إلى BTU/(hr·ft·°F)	إلى cal/(s·cm·°C)
1 W/(m·K)	1	0.577789	0.002390
1 BTU/(hr·ft·°F)	1.730735	1	0.004136
1 cal/(s·cm·°C)	418.4	241.9	1

التوصيلية الحرارية k ومقاومة العزل R

ترتبط التوصيلية الحرارية k بمقاومة العزل الحراري R ارتباطًا عكسيًا عبر سُمك الطبقة:

R = d ÷ k

حيث d هو السُّمك بالمتر وk بـ W/(m·K)، وينتج R بالوحدة m²·K/W. وطبقة صوف معدني سُمكها 100 ملم وتوصيليتها k = 0.040 W/(m·K) تعطي R = 0.1 ÷ 0.040 = 2.5 m²·K/W. وتُعدّ هذه العلاقة أساسية في تصميم العزل الحراري للمباني؛ إذ تحدد كودات البناء في معظم دول العالم — ومنها معايير ASHRAE وكودات الخليج العربي والمعايير الأوروبية EN — حدودًا دنيا لقيم R في جدران المباني وأسقفها.

طريقة الاستخدام

أدخل قيمة التوصيلية الحرارية في أي حقل من الحقول، وتُحدَّث الوحدات الأخرى تلقائيًا. لعرض قيم العزل النموذجية أدخل 0.04 في حقل W/(m·K)؛ ولمعرفة توصيلية النحاس بوحدات BTU أو CGS أدخل 401.

الأسئلة الشائعة (FAQ)

كيف تُحوَّل W/(m·K) إلى BTU/(hr·ft·°F)؟

تُضرب القيمة بالواط لكل متر·كلفن في 0.577789 للحصول على BTU/(hr·ft·°F). وعكسيًا، تُضرب BTU/(hr·ft·°F) في 1.730735 للحصول على W/(m·K). فعلى سبيل المثال، التوصيلية الحرارية للنحاس تبلغ نحو 401 W/(m·K)، ما يعادل 401 × 0.5778 ≈ 231.7 BTU/(hr·ft·°F).

ما التوصيلية الحرارية للمواد الشائعة؟

تتفاوت التوصيلية الحرارية تفاوتًا كبيرًا بين المواد:

• النحاس ≈ 401 W/(m·K)
• الألومنيوم ≈ 237 W/(m·K)
• الفولاذ ≈ 50 W/(m·K)
• الخرسانة ≈ 1.7 W/(m·K)، الزجاج ≈ 1 W/(m·K)
• الخشب ≈ 0.12–0.17 W/(m·K)
• الصوف المعدني ≈ 0.04 W/(m·K)، الهواء الساكن ≈ 0.026 W/(m·K)

كلما ارتفعت k، انتقلت الحرارة بسرعة أكبر؛ وكلما انخفضت، كانت المادة أفضل عزلًا.

ما قيمة k وكيف ترتبط بمقاومة العزل الحراري (R)؟

تقيس التوصيلية الحرارية k مدى سرعة توصيل المادة للحرارة — وكلما انخفضت، كانت المادة أفضل عزلًا. أما مقاومة العزل الحراري R فتُحسب بقسمة سُمك الطبقة d على k: R = d ÷ k.

وطبقة صوف معدني سُمكها 100 ملم وk = 0.04 W/(m·K) تعطي R = 0.1 ÷ 0.04 = 2.5 m²·K/W. وتحدد معظم كودات البناء حدودًا دنيا لقيم R؛ إذا عُرفت k، أمكن حساب السُّمك الأدنى المطلوب للعزل.

ما وحدة cal/(s·cm·°C) ومتى تُستخدم؟

وحدة cal/(s·cm·°C) — السعرة لكل ثانية·سنتيمتر·درجة مئوية — هي وحدة التوصيلية الحرارية في النظام السنتيمتري-غرامي-ثانوي (CGS). وتساوي الوحدة الواحدة 418.4 W/(m·K)، استنادًا إلى السعرة الكيميائية الحرارية (4.184 جول).

وترد هذه الوحدة في الأدبيات العلمية القديمة لعلم المواد والفيزياء الصادرة قبل اعتماد نظام SI، أما في الهندسة المعاصرة فوحدة W/(m·K) هي المعتمدة.