熱交換について

質問

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！！

回答No.3

foomufoomu · ベストアンサー

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。

回答No.2

htms42

普通の熱力学では時間を含む現象は扱いません。

回答No.1

gohtraw

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。

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？