テストに出た問題で解らないので教えてください。球型のタンクの大きさや、電気代などは自由に決めて良いそうです。
問題
 料金の安い深夜電力を使った家庭風呂用の電気温水器での問題。90度と70度のお湯が、入っている球型のタンクで、数時間後に40度の温水として使用することを考えたとき、どちらの温度に設定したタンクが経済的であるか考えよ。ただし、次の条件の下で考えよ。
(1)40度の温水にする場合には20度の水道水と混ぜて湯温を調節する。
(2)どちらも最初は40度にしたときには同じ湯量が得られる。
(3)タンクの球面からのみ放射し、温水取り出し口等は無視する。

A 回答 (1件)

まず,問題の意味を考えてみましょう.



(2)の条件があるので,90度の湯の方が少なくてすむ.
すなわち,球型のタンクは90度用の方が小さくて済み,
当然表面積も小さい.
表面積が小さいほど熱が逃げにくいから,この点では90度の方が有利だ.
でも,大気温度との差が少ない方が熱が逃げにくいから,
こちらの要素は70度に有利だ.
こりゃ,よく考えないといけないや.

こういう話です.

例えば,40度の湯を1キロリットル作るなど考えてみると,
必要な湯量は
(1)   V(90):V(70) = 5:7
であることは簡単にわかります.
V(90) は90度の湯の体積.

球型タンクの表面積を S(90),S(70) で表しますと,
体積は半径の3乗に比例,表面積は2乗に比例ですから
(2)  S(90):S(70) = 5^(2/3):7^(2/3)
です.
大気中に逃げる熱は大体,(温度差)×(表面積に)に比例するとします
(ニュ-トンの冷却の法則).

したがって,大気温をθとすると,当初に逃げる熱Qは
(3)  Q(90):Q(70) = 5^(2/3)×(90-θ):7^(2/3)×(70-θ)
すなわち,
(4)  Q(90)/Q(70) = (5/7)^(2/3)×{(90-θ)/(70-θ)}

あとは,適当にθを設定してみてください.
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Aベストアンサー

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どちらにしろ、表面温度は、ほぼ流体温度と等しくなります。(室内の水平配管で、表面が自然対流熱伝達の場合)

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以上です。

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1.たぶん、燃費じゃなくて1充填あたりの走行距離のことだと思いますが、現在600km~800kmほどです。発売する頃にはガソリン車と同等くらいになっているでしょう。
2.気体の形で充填することになりそうです。
3.今のところトヨタもホンダもガソリン車の倍くらいデカイです。350気圧~700気圧で詰め込んでいるのですが、水素吸着合金などの技術でタンクの形状が今後変わってくるかもしれません。
4.現在、工業的には天然ガスを原料にして作っています。
石油会社はこの純度90%の水素で、石油の脱硫に使っていますが燃料電池車用には99.99%くらいの純度が必要です。
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Qトヨタ エスティマエミーナ CXR-10G に ついて質問があります。

トヨタ エスティマエミーナ CXR-10G に ついて質問があります。117000kmで冷却水のリザーブタンクにオイルが、混ざっていました。詳しい方、お願いします。

平成18年7月に、52000km走っているのを買いました。oilは、5000km毎にきちんと交換し、エレメントも約10000kmごとに交換してきました。77000km頃から、オイル、水の減り方が早くなり、平成21年12月末に112000kmで、タイミングベルト、ウォーターポンプの交換、エンジン外部の水、オイル漏れ修理のためホースの交換をしました。この時にヘッドカバーのボルトが腐食していたので、トヨタがで無償で交換してくれました。ところが、約117000kmで冷却水、オイル共に警告ランプが点いたので、とりあえず補充しようと思い、リザーブタンクを開けると水にオイルが混じっていました。オイルゲージは、下線ギリギリでした。そして、車屋に持って行く途中に、水温計が上がり始めましたが、どうにか工場に着きました。車屋は、はっきりと原因がわからないから、トヨタの工場に持って行くと言っていました。先日、トヨタから連絡が入り、「はっきり原因を調べるには、オーバーホールしないと判りませんが、おそらくガスケットの損傷により、冷却水にオイルが混じったのでしょう。オイルの不良によるものと考えられます。これは、ユーザーの責任の範囲ですので、うちの責任でのオーバーホールはできません。」との返事が返ってきた、と電話がありました。 私としては、納得できずにいます。オイル、水、バッテリーのメンテナンスは、最低限のことはしてきたと思っています。もしかして、ヘッドカバーのボルトの緩み・・・かと思っていました。
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Aベストアンサー

各系統の原因を推察します。
・Eオイル消費⇒シリンダーブロック、ピストンリングの摩耗、衰損にてオイル消費(EG横置きの為)
        ターボチャージャー内ベアリングの摩耗(いずれも青い排気ガスが出ます)
・水温上昇⇒シリンダーヘッド内ウォータージャケットヒビ入り(ピストン側とW/J側両方ヒビ入り)
      によるオーバーヒート及び冷却水消費(排気ガス白煙大、甘い匂いする)
・リザーブタンク内オイル混入⇒シリンダーヘッド内部亀裂有りの為オイル、冷却水が混入している
・ガスケットの損傷⇒メタルガスケット使用してますので有りえません。
・ユーザーの責任範囲⇒これもメーカーはしっかりとした保証基準を設けていますのでトヨタの責任                   はないでしょう(ヘッドカバーのボルト?はタイミングベルト交換の時にボルトが供回りして外れなかったので無償だったと思います)
・修理方法としては最低限シリンダーヘッドのリビルト品交換をお勧めします。オイル消費は治りませんがオーバーヒート系はバッチリ治りますよ! 修理費用はおよそ25~30万円程度と思います。
 中古エンジン載せ替えも有りますがこの手のエンジンは殆どシリンダー割れてますのでお勧めできません。
・いずれにしてもこの車はこの様な不具合傾向が多いです。もう少し調べてから購入したほうが良かったのでは・・・北海道では皆知ってますよ。(でも車自体は使い勝手が最高ですけど)

以上 ご参考にしてください。

各系統の原因を推察します。
・Eオイル消費⇒シリンダーブロック、ピストンリングの摩耗、衰損にてオイル消費(EG横置きの為)
        ターボチャージャー内ベアリングの摩耗(いずれも青い排気ガスが出ます)
・水温上昇⇒シリンダーヘッド内ウォータージャケットヒビ入り(ピストン側とW/J側両方ヒビ入り)
      によるオーバーヒート及び冷却水消費(排気ガス白煙大、甘い匂いする)
・リザーブタンク内オイル混入⇒シリンダーヘッド内部亀裂有りの為オイル、冷却水が混入している
・ガスケ...続きを読む

Qこの問題が分かりません。 ⑴1回目に取り出した球の中及び2回目に取り出した球の中のどちらにも、少なく

この問題が分かりません。
⑴1回目に取り出した球の中及び2回目に取り出した球の中のどちらにも、少なくとも1個球がある確率
答え→4/15

Aベストアンサー

2回おこなって、2回とも少なくとも1個赤が有る確率。
結構ややこしい。

①1回目
16個から2個を取り出す場合の数が15通り(6C2)。
その中で1個以上赤がある場合の数は9通り
だから1個以上赤がある確立は9/15 としそうだが、ここが引っ掛け
・2個とも赤だったら、2回目には赤が無くなってしまう。
・だから1回目では赤1個に限られる
⇒8/15

②2回目
赤1個と白1個が①で取り出されたから、残りは赤1個、白3個
場合の数は4個から2個取り出すから場合の数は6通り(4C2)
赤が入る場合の数は3通りだから、
1個以上赤の確率は3/6=1/2

①、②は同時に成り立たなければならないから(8/15)・(1/2)=4/15

赤①、赤②、白①、白②、白③、白④ と書いて
起こりうる場合を全部書き出せば解る。


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