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 \(\sigma\) [S/m] | 熱伝導率 \(\lambda\) [W/(m\(\cdot\)K)] |
| 電気抵抗 \(R\) [\(\Omega\)] | 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。
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要点
正解は(1)。熱回路は、温度差が電圧、熱流が電流、熱抵抗が抵抗に対応します。電気回路とのアナロジーが正しく言えているかを確認する知識問題です。
詳細解説
正解は(1)です。
電気回路と熱回路の対応関係を、量の意味ごとに整理する問題です。
電気回路と熱回路のアナロジー（相似性）において：
・電圧（ポテンシャル差）は温度差 \(\theta\) [K] に対応する。
・電流（流れ）は熱流 \(\Phi\) [W] (=J/s) に対応する。
・電気抵抗（\(V/I\)）は熱抵抗（\(\theta/\Phi\)）に対応し、単位は [K/W] となる。
・静電容量（\(Q/V\)）は熱容量（\(Q/\theta\)）に対応し、単位は [J/K] となる。
以上より、選択肢(1)が正解です。
