平成２４年度Ａ[問題　No.８]

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[問題　No.８]伝熱に関する記述のうち、適当でないものはどれか。

⑴単一固体内部における熱伝導による熱移動量は、その固体内の温度勾配に比例する。

⑵自然対流は、流体温度の異なる部分の密度の差により、上昇流と下降流が起こることで生じる。

⑶熱放射は、電磁波により伝達されるため、媒体を必要としない。

⑷固体壁両側の流体間の熱通過による熱移動量は、固体壁の厚さに反比例する。

平成２４年度Ａ[問題　No.８]解答

⑴適当である。
　熱移動量 $Q$ は、熱伝導率 $λ$ に比例し、温度勾配 $(θ_{1} - θ_{2}) / d$ に比例する。
熱移動量 $Q$ が一定時の温度勾配 $(θ_{1} - θ_{2}) / d$ は、熱伝導率 $λ$ に反比例する。

⑵適当である。
　流体内のある部分が温められると、膨張により密度を減じて上昇し、周囲の低温流体が下降する現象である。固体と流体が接しているとき、固体から一定範囲の薄い流体層を温度境界層という。

⑶適当である。
　熱放射とは物体が電磁波の形で、熱エネルギーを放出・吸収する現象である。
熱の移動は媒体を必要とせず、真空中でも移動する。

⑷適当ではない。
　熱貫流は、壁の片側にある流体の熱が、もう一方にある流体に伝わる現象である。
$Q = K (t_{1} - t_{2}) A τ$

$K$ :熱通過率（熱貫流率）
$t_{1}, t_{2}$ :両側の流体温度
$A$ :壁面積
$τ$ :時間

熱移動量 $Q$ は、両側流体間の温度差 $(t_{1} - t_{2})$ に比例する。
熱通過率 $K$ は、固体壁の厚さに反比例しない。

正解：⑷