$R$ ત્રિજ્યા ધરાવતો અને $k_1$ ઉષ્મા વાહકતા ધરાવતા દ્રવ્યનો બનેલો એક નળાકાર,$R$ આંતરિક ત્રિજ્યા અને $2R$ બાહ્ય ત્રિજ્યા ધરાવતી અને $k_2$ ઉષ્મા વાહકતા ધરાવતા દ્રવ્યની નળાકારીય કવચથી ઘેરાયેલો છે. સંયુક્ત તંત્રના બંને છેડાઓને અલગ-અલગ તાપમાને રાખવામાં આવે છે. નળાકારીય સપાટી પરથી ઉષ્માનો કોઈ વ્યય થતો નથી અને તંત્ર સ્થાયી અવસ્થામાં છે. તંત્રની અસરકારક ઉષ્મા વાહકતા કેટલી હશે?

એક ઇન્સ્યુલેટેડ પાત્રમાં $0\,^{\circ}\text{C}$ તાપમાને બરફ ભરેલો છે,અને બીજા પાત્રમાં $100\,^{\circ}\text{C}$ તાપમાને સતત ઉકળતું પાણી ભરેલું છે. પ્રયોગોની શ્રેણીમાં,પાત્રોને આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ પાત્રની દિવાલોમાંથી પસાર થતા વિવિધ જાડા ધાતુના સળિયા દ્વારા જોડવામાં આવે છે.
પ્રયોગ $I$ માં: તાંબાના સળિયાનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે અને બધો બરફ $20$ મિનિટમાં ઓગળી જાય છે.
પ્રયોગ $II$ માં: સમાન પરિમાણો ધરાવતા સ્ટીલના સળિયાનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે અને બધો બરફ $80$ મિનિટમાં ઓગળી જાય છે.
પ્રયોગ $III$ માં: બંને સળિયાને શ્રેણીમાં જોડવામાં આવે છે અને બધો બરફ $t_{10}$ મિનિટમાં ઓગળી જાય છે.
પ્રયોગ $IV$ માં: બંને સળિયાને સમાંતરમાં જોડવામાં આવે છે અને બધો બરફ $t_{20}$ મિનિટમાં ઓગળી જાય છે.

સમાન પરિમાણો ધરાવતા પરંતુ અલગ-અલગ દ્રવ્યોના સળિયા $x$ અને $y$ ને આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ જોડવામાં આવ્યા છે. અંતિમ બિંદુઓ $A$ અને $F$ ના તાપમાન અનુક્રમે $100^{\circ}C$ અને $40^{\circ}C$ જાળવી રાખવામાં આવે છે. જો સળિયા $x$ ની ઉષ્મીય વાહકતા સળિયા $y$ કરતા ત્રણ ગણી હોય, તો જંકશન બિંદુઓ $B$ અને $E$ પરના તાપમાન (આશરે) કેટલા હશે?

આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ પાંચ સમાન પરિમાણ વાળા સળીયાઓ ગોઠવેલા છે. તેમની ઉષ્માવાહકતા $k_1, k_2, k_5, k_4$ અને $k_3$ છે. જ્યારે $A$ અને $B$ ને જુદાં જુદાં તાપમાને રાખેલા હોય,ત્યારે મધ્યમાં રહેલા સળીયામાંથી ઉષ્માનું વહન થતું નથી જો:

બહારથી રૂમને થર્મલી ઇન્સ્યુલેટ કરવા માટે વપરાતી બારીમાં $2.6 \,m^2$ ક્ષેત્રફળ અને $1 \,cm$ જાડાઈની બે સમાંતર કાચની શીટ્સ છે, જે $5 \,cm$ જાડા સ્થિર હવાના સ્તર દ્વારા અલગ પડેલી છે। સ્થાયી અવસ્થામાં, રૂમ-કાચનું ઇન્ટરફેસ $18^{\circ} C$ પર અને કાચ-બહારનું ઇન્ટરફેસ $-2^{\circ} C$ પર છે। જો કાચ અને હવાની ઉષ્મા વાહકતા અનુક્રમે $0.8 \,Wm^{-1} K^{-1}$ અને $0.08 \,Wm^{-1} K^{-1}$ હોય, તો બારીમાંથી પસાર થતા ઉષ્માનો દર શોધો। ($\,W$ માં)

બે જુદા જુદા પદાર્થોની ઉષ્મા વાહકતાનો ગુણોત્તર $5:3$ છે. જો આ પદાર્થોના બે સમાન જાડાઈના સળિયાની ઉષ્મા અવરોધકતા સમાન હોય,તો સળિયાની લંબાઈનો ગુણોત્તર કેટલો થશે?