電験三種 過去問
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問17
令和3年度 機械 問17
済
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熱の伝わり方について，次の(a)及び(b)の問に答えよ。 (a)
（ア）
\fbox { （ア） }
（ア）
は，熱媒体を必要とせず，真空中でも熱を伝達する。高温側で温度
T
2
[
K
]
T_{\mathrm {2}} \ \mathrm {[K]}
T
2
[
K
]
の面
S
2
[
m
2
]
S_{\mathrm {2}} \ \mathrm {[m^{2}]}
S
2
[
m
2
]
と，低温側で温度
T
1
[
K
]
T_{\mathrm {1}} \ \mathrm {[K]}
T
1
[
K
]
の面
S
1
[
m
2
]
S_{\mathrm {1}} \ \mathrm {[m^{2}]}
S
1
[
m
2
]
が向かい合う場合の熱流
Φ
[
W
]
\mathit {\Phi } \ \mathrm {[W]}
Φ
[
W
]
は，
S
2
F
21
σ
（
（イ）
）
S_{\mathrm {2}}F_{\mathrm {21}}\sigma \ （ \ \fbox { （イ） } \ ）
S
2
F
21
σ
（
（イ）
）
で与えられる。 ただし，
F
21
F_{\mathrm {21}}
F
21
は，
（ウ）
\fbox { （ウ） }
（ウ）
である。また，
σ
[
W
/
(
m
2
⋅
K
4
)
]
\sigma \ \mathrm {[W / \left( m^{2}\cdot K^{4}\right) ]}
σ
[
W/
(
m
2
⋅
K
4
)
]
は，
（エ）
\fbox { （エ） }
（エ）
定数である。 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(1)～(5)のうちから一つ選べ。
（ア）
（イ）
（ウ）
（エ）
(
1
)
熱伝導
T
2
2
−
T
1
2
形状係数
プランク
(
2
)
熱放射
T
2
2
−
T
1
2
形態係数
ステファン・ボルツマン
(
3
)
熱放射
T
2
4
−
T
1
4
形態係数
ステファン・ボルツマン
(
4
)
熱伝導
T
2
4
−
T
1
4
形状係数
プランク
(
5
)
熱伝導
T
2
4
−
T
1
4
形状係数
ステファン・ボルツマン
\begin{array}{ccccc} & （ア） & （イ） & （ウ） & （エ） \\ \hline (1) & 熱伝導 & T_{2}^{2}-T_{1}^{2} & 形状係数 & プランク \\ \hline (2) & 熱放射 & T_{2}^{2}-T_{1}^{2} & 形態係数 & ステファン・ボルツマン \\ \hline (3) & 熱放射 & T_{2}^{4}-T_{1}^{4} & 形態係数 & ステファン・ボルツマン \\ \hline (4) & 熱伝導 & T_{2}^{4}-T_{1}^{4} & 形状係数 & プランク \\ \hline (5) & 熱伝導 & T_{2}^{4}-T_{1}^{4} & 形状係数 & ステファン・ボルツマン \\ \hline \end{array}
(
1
)
(
2
)
(
3
)
(
4
)
(
5
)
（ア）
熱伝導
熱放射
熱放射
熱伝導
熱伝導
（イ）
T
2
2
−
T
1
2
T
2
2
−
T
1
2
T
2
4
−
T
1
4
T
2
4
−
T
1
4
T
2
4
−
T
1
4
（ウ）
形状係数
形態係数
形態係数
形状係数
形状係数
（エ）
プランク
ステファン・ボルツマン
ステファン・ボルツマン
プランク
ステファン・ボルツマン
(b) 下面温度が
350
K
350 \ \mathrm {K}
350
K
，上面温度が
270
K
270 \ \mathrm {K}
270
K
に保たれている直径
1
m
1 \ \mathrm {m}
1
m
，高さ
0.1
m
0.1 \ \mathrm {m}
0.1
m
の円柱がある。伝導によって円柱の高さ方向に流れる熱流
Φ
\mathit {\Phi }
Φ
の値
[
W
]
\mathrm {[W]}
[
W
]
として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。 ただし，円柱の熱伝導率は
0.26
W
/
(
m
⋅
K
)
0.26 \ \mathrm {W / \left( m\cdot K\right) }
0.26
W/
(
m
⋅
K
)
とする。また，円柱側面からのその他の熱の伝達及び損失はないものとする。 (1)
3
3
3
(2)
39
39
39
(3)
163
163
163
(4)
653
653
653
(5)
2
420
2 \ 420
2
420
(a) の解答を表示する
(a) の解答を非表示にする
正解：(3)
(b) の解答を表示する
(b) の解答を非表示にする
正解：(3)
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出典：令和3年度第三種電気主任技術者試験 機械科目
電熱
★★★☆☆
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