第三種電気主任技術者の過去問 令和2年度（2020年） 機械 問55

この問題は「知ってるかどうか」の内容が問われていますが、問題の選択肢が少ないことから、電気の関係式さえ分かっていれば、答えを推測する事が可能です。

電圧に相当するのは、[ア]温度差 です。

電圧とは、電位差であることから、物質間の差となるものが対応すると推測できます。

単位が[K]であることも大きなヒントです。

また、[ア]が温度差であるなら、

差によって生じるものは [イ]熱流 であると、推測しやすいです。

ここまで判れば、

熱抵抗Rは、電気の　R = V / I　を考えると、

[ア]が単位K、[イ]が単位Wなので、

[ウ]は「K/W」であることが推測できます。

熱容量においても、

電気での　C = Q / V　がわかれば、問題の選択肢より、

電気量Qに対応する熱量Qの単位がJであること、

[ア]がKであるを用いて、

単位[エ]が「J/K」であることが確認できます。

よって、[2]が正解です。

正解：【２】

この問題は電気系と熱系の対象性に関する問題です。

両者の関係は次の通りになります。

電気系　　　　　　→　熱系

電圧（差）V［V］　 →　温度（差）Θ［K］

電気量 Q［C］　　　→　熱量 Q［J］

電流 I［A］　　　 　→　熱流 φ［W］

誘電率 σ［S/m］ 　→　熱伝導率 λ［W/(m･K)］

電気抵抗 R［Ω］　 →　熱抵抗 Rt［K/W］

静電容量 C［F］　　→　熱容量C［J/K］

上記によりますと、（ア）は温度差、（イ）は熱流、（ウ）は［K/W］と（エ）は［J/K］となり、選択肢の【２】が正解となります。

備考：基本的な4つの量を覚えることで、他の物に関して対象性から推測できることができます。

例えば電気抵抗はオームの法則から R ＝ U / I となります。

熱系で書き直すと、次のようになります。

　Rt ＝ 温度差Θ / 熱流φ

そこから、熱抵抗の単位は K/W であることが分かります。

同じように電気系の静電容量は C ＝ Q / V であることから、熱容量は、

　C ＝ 熱量Q / 温度差Θ

となり、単位は J/K となります。