電験三種 令和7年度(2025) 下期 機械 問12 過去問解説
電気炉の壁の外面に垂直に小穴をあけ，温度計を挿入して壁の外面から10 cmと30 cmの箇所で壁の内部温度を測定したところ，それぞれ72 ℃と142 ℃の値が得られた。炉壁の熱伝導率を0.94 W/(m・K)とすれば，この炉壁からの単位面積当たりの熱損失[$\mathrm{W/m^2}$]の値として，最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
ただし，壁面に垂直な方向の温度こう配は一定とする。
- (1) 1 490
- (2) 329
- (3) 165
- (4) 14.9
- (5) 3.29
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正解は(2)
使う公式
熱伝導 $q = \lambda \dfrac{\Delta T}{l}$（q：1 m²当たりの熱の流れ[W/m²]、λ：熱伝導率[W/(m・K)]、ΔT：温度差[K]、l：距離[m]）
解説
【考え方】壁の中の2点の温度差と距離から、熱の流れを求めます。
■1 数字を整理する
熱伝導率 $\lambda = 0.94\,\mathrm{W/(m \cdot K)}$
温度差 $\Delta T = 142 - 72 = 70\,\mathrm{K}$（温度の差は℃でもKでも同じ数です）
距離 $l = 30 - 10 = 20\,\mathrm{cm} = 0.2\,\mathrm{m}$
■2 式に入れる
$q = 0.94 \times \dfrac{70}{0.2} = 0.94 \times 350 = 329\,\mathrm{W/m^2}$
温度のこう配（傾き）は一定なので、この値が炉壁を通って外へ逃げる熱の量です。
答えは(2)ピヨ。
出典：令和7年度（2025） 下期 第三種電気主任技術者試験（電気技術者試験センター）機械 問12