エネルギー管理士 エネルギー管理技術の基礎 練習問題 第21問: 熱伝導率0.05W/(m・K)、厚さ0.1m、面積10m²の平板の断熱パネルがある。パネルの両面の温度差は200Kで一定に保たれ、熱は厚さの方向にだけ一様に伝わ
エネルギー管理技術の基礎
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第21問
熱伝導率0.05W/(m・K)、厚さ0.1m、面積10m²の平板の断熱パネルがある。パネルの両面の温度差は200Kで一定に保たれ、熱は厚さの方向にだけ一様に伝わる定常状態にあるとする。このとき、パネルを通過する熱流は( )Wである。( )に入る数値として、最も適切なものはどれか。
解答と解説を先に見る
先に見ると、この問題は今回は育ちません。
正解: 5. 1,000
( )に入るのは『1,000』です。計量単位令別表第一の三十一は、熱伝導率の単位(ワット毎メートル毎ケルビン)を「一メートルにつき一ケルビンの温度こう配があるとき、その温度こう配の方向に垂直な一平方メートルの断面を通過して、一秒間に一ジュールの熱量が伝導されるときの熱伝導率」と定め、二十七はワットを「一秒間に一ジュールの工率」としています。
この定義から、熱流(W)=熱伝導率×温度こう配×断面積です。温度こう配=200K÷0.1m=2,000K/m、熱流=0.05W/(m・K)×2,000K/m×10m²=1,000Wです。
『5』は温度差を掛け忘れた値(0.05÷0.1×10)、『10』は厚さで割らずに掛けた値(0.05×200×0.1×10)、『40』は式を逆にして温度差に厚さを掛け、熱伝導率と面積で割った値(200×0.1÷(0.05×10))、『100』は面積を掛け忘れた値(0.05×2,000)です。厚さは「割る」、温度差と面積は「掛ける」と押さえましょう。
根拠・参照資料: 計量単位令別表第一(三十一 熱伝導率、二十七 工率)
関連キーワード: 熱伝導率・温度こう配・熱流・断熱・計量単位令
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