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

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問題

第三種 電気主任技術者試験 令和2年度(2020年) 機械 問55 (訂正依頼・報告はこちら)

熱の伝導は電気の伝導によく似ている。下記は、電気系の量と熱系の量の対応表である。

上記の記述中の空白箇所(ア)〜(エ)に当てはまる組合せとして、正しいものを次の選択肢の中から一つ選べ。
問題文の画像
  • ア:熱流Φ   イ:温度差θ  ウ:[J/K]  エ:[K/W]
  • ア:温度差θ  イ:熱流Φ   ウ:[K/W]  エ:[J/K]
  • ア:温度差θ  イ:熱流Φ   ウ:[K/J]  エ:[J/K]
  • ア:熱流Φ   イ:温度差θ  ウ:[J/K]  エ:[J/W]
  • ア:温度差θ  イ:熱流Φ   ウ:[K/W]  エ:[J/W]

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この過去問の解説 (2件)

01

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]「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]「J/K」であることが確認できます。

よって、[2]が正解です。

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02

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。

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