内部からの発熱量を調節できる直径1.5mmの金属線が温度15℃の水中に水平に設置されている。金属線の単位長さ当たりの発熱量を140W/mとすると、金属線の表面温度が40℃で一定となった。このとき、金属線と水の間の熱伝達率として、最も近い値はどれか。

 

①　7.4×10²　W/(m²・K)

②　1.2×10³　W/(m²・K)

③　2.4×10³　W/(m²・K)

④　3.7×10³　W/(m²・K)

⑤　3.2×10⁶　W/(m²・K)

 

 

解答

②

 

解説

［解くために必要な知識］

高温物質１と低温物質２が接触しているときを考えます。このように接触する物質間での熱の移動を熱伝達と言います。いま物質１と２の接触面積をAとし、高温側の温度をT₁、低温側の温度をT₂とします。また、2つの物質の状態により決定される熱伝達率をhとすると、単位面積あたりに移動する熱量（これを熱流束と言います）qは次の通りです。

　

　q=h(T₁-T₂)

ただし温度は絶対温度（ケルビン）です。

 

物質間の熱移動を熱伝達といい、一方で物質内の熱移動を熱伝導と言います。またそれらを組み合わせたものを熱通過と言います。

 

詳しくは令和3年　Ⅲ-25をご覧ください。