No.5ベストアンサー
- 回答日時:
No.4 です。
#4 に書いたように、「壁の熱伝導率が 0.8のとき」を
「外壁と空気の熱伝達率が 0.8 [W/(m^2・K)] のとき」
の間違いだとすれば、1 m^2 の断面積あたりの熱流速密度は
J = 0.8 [W/(m^2・K)] × (20[℃] - 17[℃])
= 2.4 [W/m^2]
= 2.4 [J/(s・m^2)]
これが「室内から室外に向かう単位断面積・単位時間あたりの熱量」になります。
正しい問題文や条件が分からないと、それ以上のことは分かりません。
No.4
- 回答日時:
No.2 です。
#3から突っ込みが入ったので考え直しました。
確かに #3 さんのおっしゃるとおりで、「抵抗率」などと同じ考え方ですね。
つまり
単位時間当たりに壁の内側から外側に伝わる熱流束 Q [J/s] = Q [W] は
・断面積 S [m^2] に比例する
・壁の内外の温度差 ΔT [K] 、壁の厚さ t [m] で決まる壁の温度勾配 ΔT/t [K/m] に比例する
ので、比例定数を k として
Q = k・S・ΔT/t ①
となることから、比例定数の単位は
k [W/(m・K)]
となります。
従って、k と ΔT だけが与えられて熱流束 Q [W] を求めるには、「壁の断面積」と「壁の厚さ」が必要ということになります。
ただし、問題では外壁温度と外気温が与えられています。そこに、その間の「熱伝達率:h」は与えられていませんか?
もしくは、あなたが書いている「壁の熱伝導率が 0.8のとき」というのは、「壁と外気の間の熱伝達率」ではありませんか?
「熱伝達率:h [W/(m^2・K)」が与えられていれば、「外の壁面温度20℃、外気温17℃」から「熱伝達」(「熱伝導」ではなく)による「熱流束密度」(単位断面積当たりの熱流束)
J = Q/S = h(Tw - Ta) [W/m^2]
が求まり、それと①式から「壁の厚さ:t」が求められます。
従って、「壁と外気の間の熱伝達率」さえ与えられていれば、熱流速 Q [W] ではなく「熱流速密度:J = Q/S [W/m^2]」なら求まります。
No.3
- 回答日時:
#2に対しての突っ込み
熱伝導の単位はW/(m・K)ですが、1/mは単位長さ当たりという意味ではありません。
熱流の大きさは温度差ΔT,熱伝導率λ,面積S,厚さtとすると
λ*S/t*ΔT
と表されます。S/tが約分されてmとなり、それを逆数がλの単位に入っているのです。長さ当たり、ではないのです。
No.2
- 回答日時:
「熱伝導率」の単位を調べてください。
そうすれば、何を計算するのかが分かるはず。
>壁の熱伝導率が 0.8のとき
通常、熱伝導率の単位は [W/(m・K)] です。
[W] は [J/s] なので、熱伝導率は
「温度差 1 [K] (= 1 [℃])、距離 1 [m] あたり、1秒間のどれだけの熱量が通過するか」
という値です。
>表面積が与えられていない時
表面積は必要ありません。
「温度差」しか与えられていない場合には
熱流密度 = 0.8 [W/(m・K)] × (25 - 20 [K]) = 4 [J/(m・s)]
しか求まりません。
壁の厚さなり「温度勾配」が与えられていれば、「1秒間あたりの熱量」が求まります。
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