熱の伝導は電気の伝導によく似ている。
下記は,電気系の量と熱系の量の対応表である。
電気系と熱系の対応表:
電圧V[V] ⇔ (ア)[K]
電気量Q[C] ⇔ 熱量Q[J]
電流I[A] ⇔ (イ)[W]
導電率σ[S/m] ⇔ 熱伝導率λ[W/(m・K)]
電気抵抗R[Ω] ⇔ 熱抵抗R_T (ウ)
静電容量C[F] ⇔ 熱容量C (エ)
上記の記述中の空白箇所(ア)~(エ)に当てはまる組合せとして,正しいものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。
正答2
解説
正解は(2)。
熱伝導と電気伝導のアナロジーでは,電圧V[V]に対応するのは温度差θ[K](ア),電流I[A]に対応するのは熱流Φ[W](イ)である。
熱抵抗はR_T=θ/Φで定義されるので単位は(ウ)[K/W],熱容量は温度差1Kあたりに蓄えられる熱量Q[J]で定義されるので単位は(エ)[J/K]となる。
したがって(ア)温度差θ(イ)熱流Φ(ウ)[K/W](エ)[J/K]の組合せが正しい。