उदाहरण चित्र में दर्शाए अनुसार लोहे की किसी छड़ $\left(L_{1}=0.1 m , A _{1}=0.02 m ^{2}, K_{1}=79\right.$ $W m ^{-1} K ^{-1}$ ) को किसी पीतल की छड़ $\left( L _{2}=0.1 m \right.$ $A_{2}=0.02 m ^{2}, K_{2}=109 W m ^{-1} K ^{-1}$ ) के साथ सिरे से सिरे को मिलाकर डाला गया है। लोहे की छड़ तथा पीतल की छड़ के स्वतंत्र सिरों को क्रमश: $373\, K$ तथा $273 \,K$ पर स्थापित किया गया है। $(i)$ दोनों छड़ों की संधि पर ताप, $(ii)$ संयुक्त छड़ की तुल्य ऊष्मा चालकता, तथा $(iii)$ संयुक्त छड़ में ऊष्मा प्रवाह की दर के लिए व्यंजक निकालिए तथा परिकलित कीजिए।

$\text { Given, } L_{1}=L_{2}=L=0.1 m , A_{1}=A_{2}=A=0.02 m ^{2}$

$K_{1}=79 W m ^{-1} K ^{-1}, K_{2}=109 W m ^{-1} K ^{-1}$

$T_{1}=373 K ,$ and $T_{2}=273 K$

Under steady state condition, the heat current $\left(H_{1}\right)$ through iron bar is equal to the heat current $\left(H_{2}\right)$ through brass bar.

$\text { So, } H =H_{1}=\bar{H}_{2}$

$=\frac{K_{1} A_{1}\left(T_{1}-T_{0}\right)}{L_{1}}=\frac{K_{2} A_{2}\left(T_{0}-T_{2}\right)}{L_{2}}$

For $A_{1}=A_{2}=A$ and $L_{1}=L_{2}=L,$ this equation leads to $K_{1}\left(T_{1}-T_{0}\right)=K_{2}\left(T_{0}-T_{2}\right)$

Thus, the Junction temperature $T_{0}$ of the two bars is

$T_{0}=\frac{\left(K_{1} T_{1}+K_{2} T_{2}\right)}{\left(K_{1}+K_{2}\right)}$

Using this equation, the heat current H through either bar 1s

$H =\frac{K_{1} A\left(T_{1}-T_{0}\right)}{L}=\frac{K_{2} A\left(T_{0}-T_{2}\right)}{L}$

$=\left(\frac{K_{1} K_{2}}{K_{1}+K_{2}}\right) \frac{A\left(T_{1}-T_{0}\right)}{L}=\frac{A\left(T_{1}-T_{2}\right)}{L\left(\frac{1}{K_{1}}+\frac{1}{K_{2}}\right)}$

Using these equations, the heat current $H^{\prime}$ through the compound bar of length $L_{1}+L_{2}=2 L$ and the equivalent thermal conductivity $K^{\prime},$ of the compound bar are given by

$H^{\prime}=\frac{K^{\prime} A\left(T_{1}-T_{2}\right)}{2 L}=H$

$K^{\prime}=\frac{2 K_{1} K_{2}}{K_{1}+K_{2}}$

(i) $T_{ o }=\frac{\left(K_{1} T_{1}+K_{2} T_{2}\right)}{\left(K_{1}+K_{2}\right)}$

$=\frac{\left(79 W m ^{-1} K ^{-1}\right)(373 K )+\left(109 Wm ^{-1} K ^{-1}\right)(273 K )}{79 W m ^{-1} K ^{-1}+109 W m ^{-1} K ^{-1}}$

$=315 K$

(ii) $K^{\prime}=\frac{2 K_{1} K_{2}}{K_{1}+K_{2}}$

$=\frac{2 \times\left(79 W m ^{-1} K ^{-1}\right) \times\left(109 W m ^{-1} K ^{-1}\right)}{79 W m ^{-1} K ^{-1}+109 W m ^{-1} K ^{-1}}$

$=91.6 W m ^{-1} K ^{-1}$

(iii) $H^{\prime}=H=\frac{K^{\prime} A\left(T_{1}-T_{2}\right)}{2 L}$

$=\frac{\left(91.6 W m ^{-1} K ^{-1}\right) \times\left(0.02 m ^{2}\right) \times(373 K -273 K )}{2 \times(0.1 m )}$

$=916.1\, W$