正答4
解説
正解は4です。
熱の伝わり方(熱伝導・熱伝達・放射)と、蒸気の性質に関する基本を問う問題です。
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:× 正しい記述です。
平板壁を熱伝導で伝わる熱量は、温度差と面積に比例し、厚さに反比例します。
これはフーリエの法則そのものです。
2:× 正しい記述です。
固体壁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、潜熱の授受があるため熱伝達率は極めて大きくなります。
3:× 正しい記述です。
放射で伝わる熱量は、高温物体と低温物体の絶対温度の四乗の差に比例します。
これはステファン・ボルツマンの法則によるものです。
4:○ 誤りです。
飽和蒸気の比体積は、圧力が高くなるほど小さくなります。
圧力が上がると蒸気の密度が大きくなるためです。
正しくは「圧力が高くなるほど小さくなる」です。
5:× 正しい記述です。
1kWhは1kWの仕事を3,600秒続けた量です。
1kW×3,600s=3,600kJ=3.6MJとなるので、熱量3.6MJは1kWhに相当します。
【ポイント】
比体積は単位質量当たりの体積で、密度の逆数です。
高圧の飽和蒸気ほど密度が大きく、比体積は小さくなります。
臨界点に近づくと、飽和水と飽和蒸気の密度の差がなくなります。