C23  熱伝導率



努力目標

  理解して、覚える




技術士試験の問題からは必要最小限の引用にとどめる。(問題)が記されている部分はその引用である。

問題および解答は日本技術士会のホームページより必要に応じて入手してください。

  技術士第一次試験の問題       技術士第一次試験の正答(答え)  



問題番号が赤字のものは、ボーナス問題

H23年 1-3-3   H17 Ⅰ-3-7




H23 Ⅰ-3-3

H23年度問題 

正答: ⑤

これはそんなに難しい問題ではない。理屈さえ理解すれば解けるようになる。

(解答)

単位時間あたりに伝わる熱量Qは

    Q=kA(T-T)/x

で表される。ここに、Aは断面積、kは熱伝導率、T-Tは温度差、xは熱が伝わる距離(厚さ)である。(T-T)/xは温度勾配となる。

x方向に熱が伝わる場合は、x=x+xであるので

    Q=k(T-T)/x+k(T-T)/x
     =(k+k)/(x+x)x(T-T
従って
    k=(k+k)/(x+x
この段階で、答えは③か⑤のどちらかに絞り込まれる。

y方向に熱が伝わる場合には、中間の温度をTmとすると、x=x+xであるので、

    Q=kA(T-T)/x=kA(T-T)/x
     =(T-T)/(x/(kA)+x/(kA))
=(x+x)/((x/k)+(x/k))A(T-T)/(x+x
従って、
    k=(x+x)/((x/k)+(x/k))



H17年 Ⅰ-3-7

H17年度問題 

正答: ②

これはそんなに難しい問題ではない。理屈さえ理解すれば解けるようになる。

(解答)

材料Aと材料Bの接点温度をTとすると、

    Q=kA(TA-Tm)/xA=KA(Tm-T)/x

題意より、k=1.5、k=0.5、T=500K、T=300K、x=x=0.1
従って、1.5(500-T)=0.5(T-300)
よってT=450Kとなる。


(参考)

初歩化学工学(化学工学協会関西支部、昭和44年)より








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