電験三種（第三種電気主任技術者）「機械」のうち、熱伝導と熱回路の問題です（大分類：電熱・重要度B）。一問一答4問 → 五肢択一4問の順に解き、解答・解説は各問題の下を開いて確認してください。
一問一答（○×）
重要度：B 難易度：★☆☆
問1：熱回路では、熱流が電流に、温度差が電圧に、熱抵抗が電気抵抗に対応する。
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正解：○
熱流＝温度差÷熱抵抗が、電流＝電圧÷抵抗（オームの法則）に対応します。
重要度：B 難易度：★☆☆
問2：熱抵抗の単位は〔W/K〕である。
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正解：×
熱抵抗＝温度差÷熱流なので、単位は〔K/W〕です。
重要度：B 難易度：★☆☆
問3：熱回路の熱容量〔J/K〕は、電気回路のインダクタンスに対応する。
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正解：×
熱容量（熱を蓄える量）は、電荷を蓄える静電容量に対応します。
重要度：B 難易度：★☆☆
問4：材質の異なる平板を重ねた多層壁を熱が厚さ方向に流れるとき、全体の熱抵抗は各層の熱抵抗の和である。
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正解：○
同じ熱流が各層を順に流れるので、熱抵抗は直列接続となり、和になります。
五肢択一
重要度：B 難易度：★☆☆
問5：厚さ0.2m、面積5m²、熱伝導率0.8W/(m·K)の平板の、厚さ方向の熱抵抗〔K/W〕の値として、正しいものはどれか。
- 20.000
- 1.250
- 0.250
- 0.050
- 0.032
【第5問：正解と解説】
正解：4
正解は4です。
R＝l／(λA)＝0.2／(0.8×5)＝0.050K/W
1：誤り。逆数（熱コンダクタンス）の値です。
2：誤り。面積を掛けた値です。
3：誤り。面積で割っていない値です。
4：正しい。
5：誤り。熱伝導率を掛けた値です（割ります）。
重要度：B 難易度：★★☆
問6：厚さ0.1m、面積10m²、熱伝導率1.2W/(m·K)の炉壁の内面温度が800℃、外面温度が50℃である。炉壁を通って流れる熱流〔kW〕の値として、最も近いものはどれか。
- 0.9
- 6.0
- 9.0
- 90.0
- 96.0
【第6問：正解と解説】
正解：4
正解は4です。
R＝0.1／(1.2×10)≒0.00833K/W、Φ＝ΔT／R＝750／0.00833＝90,000W＝90.0kW
1：誤り。厚さで割らずに掛けた値です。
2：誤り。温度差の代わりに外面温度を使った値です。
3：誤り。面積を考えていない値です。
4：正しい。
5：誤り。温度差の代わりに内面温度を使った値です。
重要度：B 難易度：★★☆
問7：図のように、炉壁が内側の耐火れんが（厚さ0.2m、熱伝導率1.0W/(m·K)）と外側の断熱れんが（厚さ0.1m、熱伝導率0.2W/(m·K)）の2層でできている。炉壁の内面温度が900℃、外面温度が100℃のとき、2層の境界面の温度〔℃〕の値として、最も近いものはどれか。ただし、熱は厚さ方向にだけ流れ、定常状態とする。
（炉壁の構成）左から順に、炉内側の表面（900℃）、耐火れんが（厚さ0.2m、熱伝導率1.0W/(m·K)）、境界面、断熱れんが（厚さ0.1m、熱伝導率0.2W/(m·K)）、外気側の表面（100℃）が並ぶ2層の平板である。
- 172.7
- 328.6
- 366.7
- 500.0
- 671.4
【第7問：正解と解説】
正解：5
正解は5です。
単位面積（1m²）当たり：R₁＝0.2／1.0＝0.2K/W、R₂＝0.1／0.2＝0.5K/W
熱流Φ＝(900−100)／(0.2＋0.5)≒1,142.9W
境界面温度＝900−1,142.9×0.2≒671.4℃
1：誤り。熱抵抗を厚さ×熱伝導率とした値です。
2：誤り。内面温度から断熱れんがの熱抵抗分を引いた値です。
3：誤り。温度差を厚さの比で配分した値です。
4：誤り。内面と外面の温度の平均です。
5：正しい。
重要度：B 難易度：★☆☆
問8：定常状態での平板の熱伝導に関する次の記述のうち、正しいものはどれか。
- 熱伝導率が大きい材料ほど、同じ厚さ・面積の平板の熱抵抗は大きい。
- 平板の熱抵抗は、厚さに比例し、面積に反比例する。
- 熱流の単位は〔J〕である。
- 熱抵抗が直列になった多層壁では、各層を流れる熱流は層ごとに異なる。
- 温度差が一定のとき、熱抵抗が2倍になると熱流は2倍になる。
【第8問：正解と解説】
正解：2
正解は2です。
1：誤り。R＝l／(λA)なので、熱伝導率が大きいほど熱抵抗は小さくなります。
2：正しい。R＝l／(λA)です。
3：誤り。熱流は単位時間当たりの熱量で、単位は〔W〕です。
4：誤り。定常状態では、各層を同じ熱流が流れます。
5：誤り。熱流＝温度差÷熱抵抗なので、1／2になります。
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