正答4
解説
正解は4です。
伝熱の基本形態である熱伝達・放射伝熱・熱通過の性質を問う問題です。
この問題は誤っているものを選ぶので、○ が答え(誤った記述)です。
【選択肢別解説】
1:× 記述は正しいです。
固体壁の表面と流体の間の熱移動を熱伝達といいます。
沸騰や凝縮のように相変化を伴うと、熱伝達率は非常に大きくなります。
2:× 記述は正しいです。
熱伝達で伝わる熱量は、熱伝達率×伝熱面積×温度差で表されます。
したがって温度差と伝熱面積に比例します。
3:× 記述は正しいです。
放射伝熱は、物体が電磁波の形でエネルギーを放出し、離れた物体がそれを吸収する熱移動です。
間に物質がなくても熱が伝わる点が特徴です。
4:○ 誤りです。
放射伝熱量は、ステファン・ボルツマンの法則により絶対温度の4乗に比例します。
正しくは「高温物体と低温物体の絶対温度の4乗の差に比例する」です。
5:× 記述は正しいです。
固体壁を隔てて高温流体から低温流体へ熱が移ることを熱通過(熱貫流)といいます。
高温側の熱伝達、壁内の熱伝導、低温側の熱伝達が組み合わさったものです。
【ポイント】
放射は「絶対温度の4乗」、熱伝達や熱伝導は「温度差に比例」と対比して覚えましょう。
火炉の水冷壁が火炎から多くの熱を受けるのは、高温ほど放射が急激に強くなるためです。