2種冷凍「保安・学識」攻略

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・固体内を熱エネルギーが伝わる熱伝導においては、熱の流れる方向をx方向とし、ある位置xでの物体の温度をt、x方向への熱流束をφとすると、φ＝λ(dt/dx)の関係がある。これをニュートンの冷却則といい、比例定数のλを熱伝導率という。　H29学/04　

【×】　正しい文章にしてみましょう。

  固体内を熱エネルギーが伝わる熱伝導においては、熱の流れる方向をx方向とし、ある位置xでの物体の温度をt、x方向への熱流束をφとすると、φ ＝ －λ(dt/dx)の関係がある。これをフーリエの法則といい、比例定数のλを熱伝導率という。 （ － 記号を付けること。）

テキストは＜9次（8次）：P74左 (6.1.1 熱伝導)＞の冒頭部分。「ニュートンの冷却則」は熱伝達の法則です。（テキスト＜9次（8次）：P75右真ん中辺り＞

　この問題は、下の「熱伝導率λ」にも掲載しておきます。

・固体内を通して熱エネルギーが伝わる移動現象は熱伝導と呼ばれる。　H24学/04　

【◯】　その通り！　テキスト＜9次(8次)：P74左 (6.1.1 熱伝導)＞

・固体壁面と流動流体との間の熱移動を熱伝導という。　H20学/04　

【×】　この問題はココに置く。
　対流熱伝達のことだね、＜9次(8次)：P75左下 (6.1.2 熱伝達)＞の冒頭部分に記されている。
　固体壁面とか流動流体とか言葉を記憶するだけじゃなくて、頭の中でイメージできるようにしよう。熱伝導については前ページ、物体内の熱移動。

・物体を通して熱エネルギーが伝わる熱移動現象を熱伝達という。　H20学/04　

【×】　この問題もココに置く。ぅん。これは熱伝導のことだよね。
　熱伝達は流動流体と固体壁面都の間の移動。…3つの熱の移動をがっちり記憶すること。

・単位時間に移動する熱量を伝熱量という。熱流束は、単位面積当たりの伝熱量である。　R02学/04　

【◯】　この問題はココでよいだろう。
　単位面積あたりの伝熱量φは上記の「フーリエの法則」の基本単位ですね。テキストは＜9次(8次)：P74 (6.1.1 熱伝導)＞の冒頭から記されている。

・物体内部を熱伝導によって熱が伝わるとき、単位面積、単位時間当たりの伝熱量を熱流束という。　R05学/04　

【◯】　ぅむ。　テキスト＜9次(8次)：P74左 (6.1.1 熱伝導)の3～4行目＞

・熱流束Φ、物体の温度t、熱の流れる方向をx方向とすると、φ＝λ(dt/dx)の関係があり、比例定数のλを熱伝導率という。　H25学/04　

【×】　な、なんと！　と、思う問題。
φ＝－λ(dt/dx)　← 右辺に負の符号が付く。テキスト＜9次(8次)：P74左下2行目～＞から引用しておきます。

　なお、式(6.1)右辺の負の符号は、熱が流れる方向(x方向）に温度勾配(dt/dx)が常に負となるから、x方向の熱流束を正に表すために付けたものである。

　なるほどね…。ってさ、これは、なんとも、ヤバイ問題だわ。

・固体内を熱エネルギーが伝わる熱伝導においては、熱の流れる方向をx方向とし、ある位置xでの物体の温度をt、x方向への熱流束をφとすると、φ＝λ(dt/dx)の関係がある。これをニュートンの冷却則といい、比例定数のλを熱伝導率という。　H29学/04　

【×】　正しい文章にしてみましょう。

  固体内を熱エネルギーが伝わる熱伝導においては、熱の流れる方向をx方向とし、ある位置xでの物体の温度をt、x方向への熱流束をφとすると、φ ＝ －λ(dt/dx)の関係がある。これをフーリエの法則といい、比例定数のλを熱伝導率という。 （ － 記号を付けること。）

　φ ＝ －λ(dt / dx)
　テキストは＜9次(8次)：P74左 (6.1.1 熱伝導)＞の冒頭部分。「ニュートンの冷却則」は熱伝達の法則です。（テキスト＜9次(8次)：P75右真ん中辺り＞

　－λの負の符号は、熱が流れる方向(x方向）に温度勾配(dt/dx)が常に負となるから、x方向の熱流束を正に表すために付けるそうです。（テキスト＜9次(8次)：P74左一番下＞）

・熱流速φ（kW/m^2）、物体の温度t（℃）、熱の流れる方向をｘ方向とすると、φ＝－λ（dx/dt）の関係があり、比例定数のλを熱伝導率という。　H30学/04　

【×】　ぅ～ん、 φ ＝ －λ(dt / dx) この式を覚えておくしかないね。正しい文章にしておきましょう。

  熱流速φ（kW/m^2）、物体の温度t（℃）、熱の流れる方向をｘ方向とすると、φ＝－λ（dt/dx）の関係があり、比例定数のλを熱伝導率という。

・平板の厚さ方向（x方向）にのみ、一様に熱が流れる場合、位置xにおける温度をtとすると、熱流束は温度勾配（dt/dx）に比例する。また、円筒壁を半径方向（r方向）にのみ、一様に熱が流れる場合、位置rにおける温度をtとすると、熱流束は温度勾配（dt/dr）に比例する。　R03学/04　

【◯】　この問題はココ。前半の「平板」は前述した「フーリエの法則」ですね、後半の「円筒壁」は上図を参照にしてちょうだい。（式の把握は必須になってます。）

　・平板の熱流束φ（フーリエの法則）
　　　φ ＝ －λ(dt / dx) (kW/m²)

　・円筒壁の熱流束φ
　　　(kW/m²)

・円筒壁の熱伝導による伝熱量 Φ は、熱の流れる方向を半径 r が大きくなる方向とすると、（t₁ － t₂）/（ln r₂ － ln r₁）に比例する。ただし、内壁面を 1 、外壁面を 2 とする。　H25学/04　

【◯】　な、何これ、何、こ、この問題…。と、思う問題。
　テキスト的には＜9次(8次)：P75左＞の、式（6.4）辺りだけども、分からないワ。御愁傷様。 　（学識の計算問題を2問確実にGET!しておかないと、こういう問題で点数が減っていくん（場合があるん）だワ。）ご健闘をお祈りします。

・円筒壁を半径方向（ r 方向）にのみ一様に熱が流れる場合、円筒の内壁面（半径 r₁）および外壁面（半径 r₂）における温度をそれぞれ t₁ 、t₂とすると、半径rが大きくなる方向への円筒壁の熱伝導による伝熱量Φは、（t₁ － t₂) / (ln r₂ － ln r₁）に比例する。　R01学/04　

【◯】　平成25年より6年後、テキスト＜9次(8次：)P75左（6.4）式＞が、 またもや出題された。1冷凍では実際に計算するだろうが、2冷の場合は式の意味を問われる。この先、このような問題が増えるのだろうか。健闘を祈る。(2019(R1)/12/21記ス)