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第三種電気主任技術者令和6年度 上期機械問 12

令和6年度 上期 第三種電気主任技術者 機械 問12

難度標準

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】

電気系の量        熱系の量

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。

選択肢

解説

結論 → 詳細 → 補足 の 3 層構成

展開
結論Layer 1

電気系と熱系の対応は,電圧V(電位差)が温度差θに,電流I(電荷の流れ)が熱流Φ(熱量の流れ)に対応する。

詳細Layer 2
展開

電気抵抗はR=V/Iで定義され単位は[Ω]=[V/A]であるのに対し,熱抵抗はR_T=θ/Φで定義され単位は[K/W]となる。静電容量はC=Q/Vで定義され単位は[F]=[C/V]であるのに対し,熱容量はC=Q/θで定義され単位は[J/K]となる。したがって(ア)は温度差θ,(イ)は熱流Φ,(ウ)は[K/W],(エ)は[J/K]であり,これに一致するのは(1)である。

各選択肢の解説

(1)

(ア)温度差θ (イ)熱流Φ (ウ)[K/W] (エ)[J/K]

(ア)温度差θ,(イ)熱流Φ,(ウ)[K/W](=θ/Φの単位),(エ)[J/K](=Q/θの単位)で,電気系との対応関係・単位ともすべて整合している。正しい。

(2)

(ア)熱流Φ (イ)温度差θ (ウ)[J/K] (エ)[K/W]

(ア)と(イ)が電圧・電流の対応(温度差θ⇔熱流Φ)と逆になっており,これに伴い(ウ)(エ)の単位も入れ替わっている(熱抵抗の単位が[J/K],熱容量の単位が[K/W]となってしまい,それぞれ定義式θ/Φ,Q/θと矛盾する)。誤り。

(3)

(ア)温度差θ (イ)熱流Φ (ウ)[K/J] (エ)[J/K]

(ア)(イ)は正しいが,(ウ)の熱抵抗の単位が[K/J]となっている。熱抵抗はR_T=θ/Φ[K/W]であり,[K/J]という単位は定義式と整合しない。誤り。

(4)

(ア)熱流Φ (イ)温度差θ (ウ)[J/K] (エ)[J/W]

(ア)熱流と(イ)温度差は電圧⇔温度差・電流⇔熱流の対応を逆にしている。(ウ)[J/K]も熱抵抗θ/Φの単位[K/W]ではない。(エ)[J/W]も熱容量Q/θの単位[J/K]ではない。

(5)

(ア)温度差θ (イ)熱流Φ (ウ)[K/W] (エ)[J/W]

(ア)(イ)(ウ)は正しいが,(エ)の熱容量の単位が[J/W]となっている。熱容量はC=Q/θ[J/K]であるべきで,[J/W]という単位は定義式と整合しない。誤り。

この解説は?
AI生成

解説は公式の問題文・公式解答を基に作成しています。 事実誤認・選択肢の取り違え・最新法令の反映漏れ等を含む可能性があるため、 重要な判断は必ずリンク先の公式資料でご確認ください。

最終更新:

出典:令和6年度上期第三種電気主任技術者試験 機械科目 問12。問題文・選択肢を読みやすく整形。

検証プロセス・誤り報告フローは 運営透明性レポートで公開しています。

分野「機械」の学習ポイント

この問題の理解を「分野全体の力」に広げるための足がかり

何が問われるか
本問の分野で問われる代表的な知識・用語の整理。
学習の進め方
正解/誤答の選択肢ごとに「なぜ正しい / なぜ違うのか」を1行ずつ言語化すると定着する。
関連キーワード
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