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200℃の空間で物体が受け取る熱量の計算

200℃の空間で１ｍ四方の立方体で、 体積が１立方メートル 表面積が６平方メートル 比重が１ 質量が1000キログラム 立方体の現在の温度100℃ の場合、１秒間にどれだけの熱量を受け取るでしょうか？ ケルビンの方がシンプルになるなら２７℃（300ケルビン） の立方体が１２７℃（400ケルビン）の空間から受け取る 熱量でも大丈夫です。 ややこしい問題ですがどなたか解き方を教えてください。 まだ計算するのに必要な物性があるのならそれも 教えてください。

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • foobar
  • ベストアンサー率44% (1423/3185)
回答No.1

熱伝達の要素ごとに計算する必要があるかと思います。 ・ステファンボルツマンの放射則を使って、400Kの周辺から輻射で入ってくる熱量と、逆に300Kの物体から周辺に逃げる熱量を計算して差をとる。 ・周辺の空気(？)から100Kの温度差で入ってくる熱を計算する。（表面の熱伝達係数が必要かな） で、これらの結果を足せば、周辺から受け取る熱量が計算できるかと思います。

eva2015
質問者

お礼

どうもありがとうございます。 どういう勉強をすればいいのか、きっかけすら わからなかったので、とても参考になりました。 勉強して問題を解いてから再度お礼を言いたいと 思います。 ちなみに実際は円柱の表面と内部の温度差 の計算に応用したいと思って質問したのですが 予想通り（？）というか必要な物性が多くて データが集められるか不安です。（しかもブレンド・・・

その他の回答 (1)

  • First_Noel
  • ベストアンサー率31% (508/1597)
回答No.2

＃１さまに蛇足まで補足です． 熱輻射の入出力を求めるには，その物体の反射率α，輻射率εが必要です． 物体の表面の色によっても異なります． ステファン・ボルツマンの式で，定常状態を求めるなら時間微分は０とします． 熱伝達は，強制的に送風したりしなければ，自然対流の場合で良いと思います． ただ非常に理想的な状態ですので，現実的には何もしなくても空気の流れが あれば強制対流っぽくなります． 熱伝達係数が必要になります．物体周囲の環境に依存します． 物体の表面と内部の温度分布が必要ならば，物体の熱伝導率も必要です． 物体の材質や構造に依存します． 以上，３つの熱のやりとりについて，複合的に考えて， 時間変化率が０の状態が，到達する熱平衡状態です．

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