Questions: ما هو مقدار سمك خليط من الخرسانة الذي له نفس مقدار العزل الحراري لحائط من الطوب الحراري سمكه 20 cm إذا علمت أن الموصلية الحرارية للخرسانة والطوب الحراري هي (0.8015 cal/cm · C) و (0.0022 cal/cm · C) على التوالي.

ما هو مقدار سمك خليط من الخرسانة الذي له نفس مقدار العزل الحراري لحائط من الطوب الحراري سمكه 20 cm إذا علمت أن الموصلية الحرارية للخرسانة والطوب الحراري هي (0.8015 cal/cm · C) و (0.0022 cal/cm · C) على التوالي.
Transcript text: ما هو مقدار سمك خليط من الخرسانة الذي له نفس مقدار العزل الحراري لحائط من الطوب الحراري سمكه 20 cm إذا علمت أن الموصلية الحرارية للخرسانة والطوب الحراري هي $\left(0.8015 \frac{\text{cal}}{\text{cm} \cdot \text{C}}\right)$ و $\left(0.0022 \frac{\text{cal}}{\text{cm} \cdot \text{C}}\right)$ على التوالي.
failed

Solution

failed
failed

Solution Steps

Step 1: Understanding the Problem

We need to find the thickness of a concrete layer that provides the same thermal insulation as a 20 cm thick layer of firebrick. The thermal conductivities of concrete and firebrick are given as \(0.8015 \frac{\text{cal}}{\text{cm} \cdot \text{C}}\) and \(0.0022 \frac{\text{cal}}{\text{cm} \cdot \text{C}}\), respectively.

Step 2: Thermal Resistance Concept

Thermal resistance \(R\) is given by: \[ R = \frac{L}{k} \] where \(L\) is the thickness of the material and \(k\) is the thermal conductivity.

Step 3: Equating Thermal Resistances

To have the same thermal insulation, the thermal resistances of the concrete layer and the firebrick layer must be equal: \[ \frac{L_{\text{concrete}}}{k_{\text{concrete}}} = \frac{L_{\text{firebrick}}}{k_{\text{firebrick}}} \]

Step 4: Solving for \(L_{\text{concrete}}\)

Given: \[ L_{\text{firebrick}} = 20 \, \text{cm} \] \[ k_{\text{concrete}} = 0.8015 \frac{\text{cal}}{\text{cm} \cdot \text{C}} \] \[ k_{\text{firebrick}} = 0.0022 \frac{\text{cal}}{\text{cm} \cdot \text{C}} \]

We solve for \(L_{\text{concrete}}\): \[ \frac{L_{\text{concrete}}}{0.8015} = \frac{20}{0.0022} \] \[ L_{\text{concrete}} = 20 \times \frac{0.8015}{0.0022} \] \[ L_{\text{concrete}} = 20 \times 364.3182 \] \[ L_{\text{concrete}} = 7286.364 \, \text{cm} \]

Step 5: Converting to Millimeters

\[ L_{\text{concrete}} = 7286.364 \, \text{cm} \times 10 \, \frac{\text{mm}}{\text{cm}} \] \[ L_{\text{concrete}} = 72863.64 \, \text{mm} \]

Step 6: Checking the Given Options

The given options are:

  • 263 mm
  • 30 cm (300 mm)
  • 301 mm
  • 293.3 mm

Final Answer

The closest option to our calculated value is 293.3 mm.

\(\boxed{293.3 \, \text{mm}}\)

Was this solution helpful?
failed
Unhelpful
failed
Helpful