高圧ガス製造保安責任者 乙種機械 学識 練習問題 第35問: 表面温度 60 ℃ の平らな壁が、温度 20 ℃ の空気に接している。壁と空気の間の熱伝達率を 10 W/(m²·K)、伝熱面積を 5 m² とするとき、壁から

「2,000 W」が正しい値です。固体の表面とそれに接して流れる流体の間で対流によって伝わる熱量は、熱伝達率h、伝熱面積A、表面と流体の温度差ΔTを用いてQ＝hAΔTで表されます。

温度差は60−20＝40 ℃で、温度の差は℃で表してもKで表しても同じ40 Kです。代入するとQ＝10×5×40＝2,000 Wとなります。

「400 W」は伝熱面積5 m²を掛けておらず、1 m²あたりの熱流束10×40＝400 W/m²のままの値です。「3,000 W」は温度差の代わりに表面温度の60をそのまま使った値（10×5×60）です。

「15,650 W」は温度差40に273を足して313 Kとした誤りで、273を足すのは温度そのものをKに直すときだけで、温度差には足しません。「20 W」は面積と温度差の積を熱伝達率で割った値（5×40÷10）で、式の形を取り違えています。

対流で伝わる熱量は熱伝達率・面積・温度差の積で求め、この壁では2,000 Wです。