第三種電気主任技術者の過去問
令和5年度(2023年)上期
機械 問20

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問題

第三種 電気主任技術者試験 令和5年度(2023年)上期 機械 問20 (訂正依頼・報告はこちら)

熱伝導について、次の問に答えよ。
断面積が2m2、厚さが30cm、熱伝導率が1.6W/(m・K)の両表面間に温度差がある壁がある。ただし、熱流は厚さ方向のみの一次元とする。

 

この設問は、<a href="/denken3/questions/73160" target="_blank"><前問></a>の続きの設問となります。


この壁の低温側の温度t2が20℃のとき、この壁の熱流Φが100Wであった。このとき、この壁の高温側の温度t1の値[℃]に最も近いものを次のうちから一つ選べ。

  • 21
  • 22.1
  • 24.2
  • 29.4
  • 46.7

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この過去問の解説 (1件)

01

前問からの引き続きの問題となります。

 

まず熱流Φは電気回路で言うところの電流Iに該当します。さらに温度差T[K:ケルビン]は電位差V[V]に該当します。なので求める公式も、オームの法則V=IRと類似している以下のような式となります。

・温度差T[K]=熱流Φ×熱抵抗R‥①

 

今回の問題では高温側の温度t1の値[℃]を求めなければならないので、まずは温度差T[K]の方から求めていきたいと思います。

問題の条件より、熱流Φ=100W、前問より熱抵抗R=0.0938K/Wを上記①式に代入します。

・T=100×0.0938=9.38[K]

 

続いて温度差は以下のようにも表せます。

・温度差T=高温側の温度t1低温側の温度t2

問題文の中に低温側の温度t2=20℃が与えられているので、高温側の温度t1は以下のようになります。

高温側の温度t1=20+9.38=29.38≒29.4[℃]

以上となります。

選択肢4. 29.4

解説の冒頭の内容と一致するので適切です。

まとめ

今回の問題でも熱回路と電気回路が密接な関係にあることが、お分かり頂けたと思いますので改めてオームの法則の再確認と思って学習して頂ければ幸いです。

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