熱学の問題ですが教えてください

(1)厚さ30cmで２．０W/（m・K）熱伝導率を持つ，レンガの壁を通過する熱流速はいくらか?

(2)床面が縦横10mの正方形で高さ3mの壁と屋根で覆われた家で，壁と屋根の外面と内面の温度は

273Kと294Kであった．暖房は電気ヒーターで行う．
(2-1)
家全体が厚さ10cmのコンクリートで覆われているとき一日の暖房費をもとめよ．床面は断熱とする．コンクリートの熱伝導率は2.3Ｗ/(m・K)とし，1kWh当たり電気代20円とする．

(2-2)
コンクリート壁の代わりに，熱伝導率0.02W/(m・K)で厚さ5cmのウレタンを使用した場合暖房費はいくらか?

詳しい回答をもらえるとうれしいです．よろしくお願いします．

No.1 回答者： NemurinekoNya 回答日時： 2013/10/05 19:39

☆(1)厚さ30cmで２．０W/（m・K）熱伝導率を持つ，レンガの壁を通過する熱流速はいくらか?

◇温度差がないと計算できません。かりに、高温側の温度をT1、低温側をT2としますと、熱流束qは、
　q = 2.0×(T1-T2)/0.3
となります。


☆(2)床面が縦横10mの正方形で高さ3mの壁と屋根で覆われた家で，壁と屋根の外面と内面の温度は273Kと294Kであった．暖房は電気ヒーターで行う．
◇今度は、熱伝導率λがと壁の厚さd(メートル)がありませんね。
表面積は、4×(10×3) + 2×(10×10) = 320m^2なのでしょうね。
すると、一秒あたりに流出する熱量Qは、
　Q = λ×(294-273)/d×320 = 6720×λ/dワット

電気ヒーターが何を意味するのか理解に苦しみますが、おそらく電気ヒーターの発熱量か何かの意味なのでしょうから、
上で計算したものが、その値になります。


☆(2-1)
家全体が厚さ10cmのコンクリートで覆われているとき一日の暖房費をもとめよ．床面は断熱とする．コンクリートの熱伝導率は2.3Ｗ/(m・K)とし，1kWh当たり電気代20円とする．
◇今度は、表面積がありません。仕方がないので、これをSとします。
温度差もありませんし。。。
一秒あたりの熱量Qは、
　Q = 2.3×(T1-T2)/0.1×S = 23(T1-T2)S
一日に必要な熱量Wは
　W = 24×Q = 24×23(T1-T2)S = 0.552(T1-T2)Sキロワット時
この数字に２０を掛けたものが、その答えとなります。



☆(2-2)
コンクリート壁の代わりに，熱伝導率0.02W/(m・K)で厚さ5cmのウレタンを使用した場合暖房費はいくらか?
◇は～。。。
　Q = 0.02×(T1-T2)/0.05×S = 0.4(T1-T2)S
W = 24Q = 9.6(T1-T2)S =0.0096(T1-T2)Sキロワット時
　暖房費 = 0.192(T1-T2)S円

この回答への補足

回答ありがとうございます．
すみませんでした．　
補足しますと(1)の温度差は30Kです．

(2-1),(2-2)の問題は，条件が(2)とした状況(表面積など)です．
わかりにくくてすみません

補足日時：2013/10/10 15:09