令和6年度 問34

　内径0.4 m、深さ0.4 mの円筒形の反応容器に原料を隙間なく充填し、側面から110℃で加熱している。反応容器内は十分に撹拌されているので、濃度は均一であり、温度は一様に30℃である。
　総括伝熱係数（総括熱伝達係数）（U）が500 W / (m²K) であるとき、時間当たりの入熱量（kJ/h）は、次のどの値に最も近いか。ただし、1 W=1 J/sとする。

1. 126,700
2. 99,500
3. 72,400
4. 27,100
5. 23,000

解答解説

正答は3番です。

伝熱量（入熱量）QはUAΔTで求められます。Aは伝熱面積、ΔTは温度差です。

まず円筒容器の伝熱面積を求めます。円周×深さで求められることから、A＝0.4 m × π × 0.4 m＝0.5 m²です。

温度差ΔTは外部温度と内部温度の差で求められることから、110 - 30＝80 Kです。

よって、Q＝500 W / (m²K) × 0.5 m²× 80 K＝20,000 Wです。

1 W=1 J/sと問題中に記載されていることから、20,000 W＝20,000 J/s＝20 kJ/s＝(20 × 3,600) kJ/h＝72,000 kJ/hです。最も近い値は72,400 kJ/hです。

次の問題

令和6年度 問35

一次反応で崩壊するヨウ素131の半減期は、8日である。ヨウ素131に基づく放射能の量が、ある値から80日後に10,000 Bq（ベクレル）になった。放射能の量の初期値に最も近い値はどれか。ただし、Lo ...