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熱交換について

熱交換について教えて下さい!! 100°の鉄があります。 10°の銅に5秒間、鉄が接した時 銅は何度になりますか? 熱力学初心者です。教えてください!!

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  • foomufoomu
  • ベストアンサー率36% (1018/2761)
回答No.3

普通の熱力学の範疇の問題です。 固体中を熱が伝わる速さ(単位時間内に移動する熱量)は 熱移動速度[J/sec]=2点間の温度差[K]÷2点間の熱抵抗[K*sec/J] であらわせます。熱抵抗は、熱伝導率の逆数に長さをかけ/断面積で割ったものです。 たとえば、鉄の熱伝導率はWikipediaによると84 [J/sec*m*K]なので、長さ0.3m、断面積0.00004m2の鉄の棒の両端の間の熱抵抗は 1/84*0.3/0.00004=89.3[K*sec/J] です。 やっかいなのは、物体が単純な形でないのと、温度差が熱の移動とともに変化する(鉄の内部だけでも一様でなくなる)ことです。 これらを含めた微分方程式を作ることになりますが、式自体は単純なので、エクセルを使って材料を細かく区切り、時間も細かく区切ってシミュレーション計算すれば十分実用的な答えが出ると思います。

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その他の回答 (2)

  • htms42
  • ベストアンサー率47% (1120/2361)
回答No.2

普通の熱力学では時間を含む現象は扱いません。

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  • gohtraw
  • ベストアンサー率54% (1630/2966)
回答No.1

そりゃ答え出ませんぜ。 鉄や銅の質量も判らないので熱量の計算ができない。 どのように接するかも判らないので熱伝導の速さも推算できない。

ggbjk
質問者

補足

スイマセン。 具体的な質量は未定なんです。 こんな補足入力ですいませんが、 鉄の質量をm1 銅の質量をm2 とおけば計算式はでるものでしょうか。 ちなみに、接し方は 四角の形をした銅に 熱した鉄が全方向覆いかぶさって接しています。 これで、条件はたりますか?

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