鉱物油の温度上昇について。

鉄製ﾀﾝｸ（容量2m^3）に、比熱0.47kcal／(kg･℃)、密度876kg/m3の鉱物油が100ﾘｯﾄﾙ入っているとし質問です。
1,上記状態で初期状態が30℃とし、50℃まで30分で温めたい場合の熱量の計算方法を教えて下さい。
2,上記状態で初期状態が60℃とし、40℃まで温度を下げたい場合の放熱の計算方法を教えて下さい
3,発熱、放熱で発熱量KJ/hが放熱量を上回り、5000KJ/hだったとした場合、１時間で5000KJ/hずつ加熱されると
いう意味だと思うのですが、これは永遠に温度が上昇していくのでしょうか？
どこかの温度で落ち着くのでしょうか？
放熱より加熱が多いわけですので、永遠と加熱されていきそうに感じるのですが。

お手数ですが詳しい方ご教授お願いいたします。

No.3 ベストアンサー 回答者： yhr2 回答日時： 2016/10/20 19:51

No.2です。

「お礼」に書かれたことについて。

＞2についてなのですが、２．初期状態 60℃ から 40℃ に 20K 温度を下降するときの放出する熱量は
＞　　41.2 (kcal/K) * 20 (K) = 824 (kcal)
＞です。総量は加熱するときと同じです。
＞放熱率(kcal/h)とはなんなのでしょうか？
＞30分で放熱する場合でもう一度計算をお願いできませんでしょうか。

「放熱率」とは「１時間あたりの放熱量」のつもりです。
30分で放熱するなら、
　　824 (kcal) ÷ 0.5 (h) = 1648 (kcal/h)
です。

　その意味で、「1」の
「これを 0.5 h で加熱するためには
　　824 (kcal) / 0.5 (h) = 1648 (kcal/h)
の熱量供給が必要です。」
は、「１時間あたりの加熱量」つまり「加熱率」ということです。


＞またKとはなんでしょう。
＞℃とは違うのですか？

「℃」とは、水の凝固点を基準にして、沸点との間を 100 等分した「摂氏温度」です。「温度」そのものを指す単位なので、「温度差」の単位ではありません。
「K」は、「ケルビン」で絶対温度の単位で、「国際単位系」の基本単位のひとつです。摂氏温度と「目盛割り」は同じで、基準点が「絶対０度 = - 273.15℃」です。
「温度差」を表わすには、この「ケルビン：K」を使うのが一般的です。数値は「℃」での温度差と一致します。
（例：50℃ - 30℃ = 20K ）
http://d-engineer.com/netsuriki/ondo.html
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%B1%E3%83%AB …

No.2 回答者： yhr2 回答日時： 2016/10/20 00:59

＞密度876kg/m3の鉱物油が100ﾘｯﾄﾙ

なので、重量は
　　876 (kg/m³) * 0.1 (m³) = 87.6 (kg)

比熱 0.47 kcal/kg･K なので、1 K 温度を上げるための熱量は
　　0.47 (kcal/kg･K) * 87.6 (kg) = 41.172 ≒ 41.2 (kcal/K)

１．初期状態 30℃ から 50℃ に 20K 温度を上昇させるのに必要な熱量は
　　41.2 (kcal/K) * 20 (K) = 824 (kcal)

これを 0.5 h で加熱するためには
　　824 (kcal) / 0.5 (h) = 1648 (kcal/h)
の熱量供給が必要です。

２．初期状態 60℃ から 40℃ に 20K 温度を下降するときの放出する熱量は
　　41.2 (kcal/K) * 20 (K) = 824 (kcal)
です。総量は加熱するときと同じです。

　どの程度の時間で冷却するか書いていないので、放熱率(kcal/h)は計算できません。

３．１時間で5000KJ/hずつ加熱され、沸点温度で沸騰して蒸発し、なくなったらそれ以上加熱すると「空焚き」になります。「永遠に温度が上昇していく」などということはあり得ません。「水」で考えれば分かると思います。

　蛇足ですが、cal と J を混在させた質問ですが、どちらかに統一された方がよいと思います。現在なら、J（ジュール）が「国際単位系」の単位なので、J（ジュール）に統一すればよいと思います。

この回答へのお礼

とてもご親切にありがとうございます。
2についてなのですが、２．初期状態 60℃ から 40℃ に 20K 温度を下降するときの放出する熱量は
　　41.2 (kcal/K) * 20 (K) = 824 (kcal)
です。総量は加熱するときと同じです。
放熱率(kcal/h)とはなんなのでしょうか？
30分で放熱する場合でもう一度計算をお願いできませんでしょうか。
またKとはなんでしょう。
℃とは違うのですか？
お手数おかけしますが、宜しくお願い致します。

お礼日時：2016/10/20 11:58

No.1 回答者： mapascal 回答日時： 2016/10/19 10:29

御参考まで。

https://www.nc-net.or.jp/knowledge/morilog/detai …