問 題
一辺が2.0mの正方形の壁材料を組み合わせて立方体の室を作り、日射が当たらない条件で床面が地表面から浮いた状況で固定した。壁材料の熱貫流率を3.0W/(m2・K)、隙間換気は無視できるとし、外気温度が5.0℃の条件で内部を720Wで加熱した。
この場合に、十分に時間が経過した後の室温度として、最も適当なものは次のうちどれか。
- 10℃
- 15℃
- 17℃
- 60℃
- 65℃
正解 (2)
解 説
まず、一辺が2mの正方形の壁材料ということで、この部屋のそれぞれの壁や床や天井の面積はどれも4[m2]になります。これが6面あるので、面積にすると24[m2]です。
また、外気温度が5.0℃で最終的な室温をθ℃とすると、その差は5－θ[℃]＝5－θ[K]となります(℃とK(ケルビン)は摂氏か絶対温度かの違いがありますが、温度差で表せばどちらも同じように扱えます)。
ここで、加えた熱量が720[W]で、壁材料の熱貫流率が3.0[W/(m2・K)]なので、最終的な室温θ℃は次のように算出することができます。もし計算式がわかりづらい場合、単位を追っていくと理解しやすくなるかもしれません。
よって、正解は(2)です。
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