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危険物取扱者試験 乙4の過去問/予想問題「第23693問」を出題

問題

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熱の移動について、誤った記述を選べ。
   1 .
太陽の光が温かく感じるのは、放射伝熱のためである。
   2 .
空気が熱せられると上昇するのは、対流という現象である。
   3 .
熱せられて赤くなった鉄を水に入れたら水の温度が上昇したが、これは鉄からの熱伝導のためである。
   4 .
ストーブから離れていたが、ストーブに向いていた側だけがあったまったのは対流伝熱のためである。
   5 .
風呂のお湯の下の方が、まだ冷たかったのは、対流伝熱のためである。
( 危険物 乙4の過去問/予想問題 問103 )

この過去問の解説 (5件)

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熱の移動には、熱伝導(物質間を熱が直接移動する)、
対流(液体や気体が温度変化により移動することで熱が移動する)、
放射(熱エネルギーが電磁波として物体にあたり熱が移動する)の3種類があります。

1 . 太陽の光が温かく感じるのは、放射伝熱のためである。
→正しい

2 . 空気が熱せられると上昇するのは、対流という現象である。
→正しい

3 . 熱せられて赤くなった鉄を水に居れたら水の温度が上昇したが、これは鉄からの熱伝導のためである。
→正しい

4 . ストーブから離れていたが、ストーブに向いていた側だけがあったまったのは対流伝熱のためである。
→間違い
ストーブから放射された電磁波が体にあたって熱が移動したためです。
つまり対流伝熱ではなく放射伝熱です。

5 . 風呂のお湯の下の方が、まだ冷たかったのは、対流伝熱のためである。
→正しい
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熱の伝わり方には伝導・対流・放射の3つがあります。

1【正】太陽の光が温かく感じるのは、放射伝熱のためである。
太陽の熱は放射伝熱により伝わります。放射伝熱は唯一媒介を必要としない(つまり真空中でも伝わる)伝熱現象です。

2【正】空気が熱せられると上昇するのは、対流という現象である。
加熱・冷却によって空気や水などが上昇・下降し、それによって熱が伝わる現象を対流といいます。

3【正】熱せられて赤くなった鉄を水に入れたら水の温度が上昇したが、これは鉄からの熱伝導のためである。
熱が高温部から低温部へ移動する現象を伝熱(熱伝導)といいます。対流と違い、媒介物(鉄や水)は移動しません。

4【誤】ストーブから離れていたが、ストーブに向いていた側だけがあったまったのは対流伝熱のためである。
正しくは放射のためです。ストーブから発せられた電磁波(赤外線)が直進し、対象をあたためます。
仮に対流伝熱の場合、ストーブ前の空気(媒介)が一度天井に昇って、ぐるりと熱が伝わるはずです。

5【正】風呂のお湯の下の方が、まだ冷たかったのは、対流伝熱のためである。
対流により熱いお湯が上昇すると、相対的に冷たいお湯は風呂の下の方に下降します。
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熱の移動には、熱伝導、対流、放射(ふく射)の3種類があります。

熱伝導は、熱が物質中を伝わることです。熱の伝わりやすさを、熱伝導率で表します。値が大きいほど、熱が伝わりやすい事を示します。
熱伝導率は、固体>液体>気体となります。また、金属は非金属より熱伝導率が大きいです。

対流は、液体や気体が温度差によって移動する現象です。液体や気体は、加熱されると、膨張し密度が小さくなり、上昇します。
低温の部分が代わりに下の方に流れ込み対流が起こります。

放射は、物質が電磁波(光や赤外線)を放射して、他の物質に熱を与えることを言います。
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1:【正しい】

放射伝熱は、
熱が電磁波によって、あるところから放射状に放出され、
空間を伝わり、物質にあたると熱が吸収される というものです。

太陽の光が温かく感じるのは
空間を伝わった熱が、人にあたって吸収されるためです。


2:【正しい】

対流は、温度差によって 物質が上下に移動することです。

気体や液体は、温度が上がると膨張し、軽くなるので上昇します。
そのとき、上にあった冷たい部分が下へと流れ込みます。


3:【正しい】

熱伝導は、
物質中で、高温部分から低音部分へと熱が伝わっていくことです。

熱い鉄を水に居れると 水の温度が上昇したのは
鉄から水へと熱が伝わった熱伝導のためです。

水が、温度上昇により上へと移動する現象が、対流になります。


4:【誤り】

ストーブからの熱が放射状に空間を伝わり、
ストーブに向いていた側にあたって熱が吸収されたもので、
放射伝熱になります。


5:【正しい】

風呂を沸かすと、
温度の高い部分が上へと移動し、
温度の低い部分が下へと流れ込む対流が起きます。

この上下移動が繰り返され、次第に水の温度が一定になっていきます。

お湯の下の方がまだ冷たかった、ということは
風呂のお湯に温度差があり、
対流が起きている最中ということです。
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ストーブから放射(ふく射)された熱が他の物体を温めた、すなわち熱を与えているのであって対流ではなく放射伝熱になります。
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