平成28年度 問27

伝熱に関する次の記述のうち、最も不適切なものはどれか。

1. 熱伝導によって移動する伝熱量は、伝熱面積と温度勾配に比例する。これをフーリエ（Fourier）の法則という。
2. 流れている流体と、金属などの固体の間の伝熱に関しては、固体の表面近傍に流れが層流となる薄い層（境界層、境膜）が存在し、境膜内の熱移動は熱伝導に支配されると考えられている。
3. 対流伝熱では、流体の熱伝導率だけでなく、密度や粘度も伝熱に影響する。
4. 理想的な放射伝熱となる黒体表面における射出能から、実在の固体表面における射出重への補正は、放射率ε［-］で表される。研磨されたアルミニウムのような光沢面ではεの値は小さく0に近い値となり、逆に土などは1に近い値となる。
5. 真空中にある2つの物体間の放射（輻射）による伝熱量は、それぞれの物体の温度と2物体間の距離だけで決まる。

解答解説

正答は5番です。

放射（輻射）による伝熱量は、2物体間の距離ではなく物体の温度、物体の表面積、放射率などにも影響します。放射伝熱は電磁波によって行われるため、真空中でも伝わり、距離に関係なく熱を伝えることができます。

ステファン・ボルツマンの法則によると、放射伝熱量は絶対温度の4乗に比例します。

参考資料