問題
方針
熱流を求める問題です。(平成10年問7と同じ問題です)
「熱流束（熱流量）」の式より求めたいと思います。
解法
「熱流束（熱流量）」
熱流束(熱流量)は、単位時間に単位面積を横切る熱量である。
単位は[W/m2]である。
$\displaystyle q=\frac{Q}{S}=-λ\frac{dT}{dx}=\frac{T}{R} \ [W/m^2] $
$q$：熱流束 [$W/m^2$]
$Q$：熱量 [$W$]
$S$：面積 [$m^2$]
$λ$：熱伝導率 [$W/(m・K)$]
$dT/dx$：温度勾配 [$K/m$](熱の方向は逆になるためマイナス符号を付けている)
$T$：温度差 [$K$]
$R$：熱伝導抵抗 [$(m^2・K)/W$]
壁の内外面の温度差は4Kで、厚さは10cmより、壁の温度勾配を求めます。
$\displaystyle \frac{dT}{dx}=\frac{4}{0.1}=40 \ [K/m] $
熱伝導率λ=0.4W/(m・K)、面積S=25m2より「熱流束（熱流量）」の式で熱量Qを求めます。
$\displaystyle \frac{Q}{S}=-λ\frac{dT}{dx} $
$\displaystyle Q=0.4×40×25=400 \ [W] $
解答
解答は(4)となります。
