2013年度 機械 問17(b) 2013年度 機械 問17(b)

(選択問題) 伝熱に関する次の(a)及び(b)の問に答えよ。 次の文章は、放射伝熱に関する記述である。 すべての物体はその物体の温度に応じた強さのエネルギーを (ア) として放出している。その量は物体表面の温度と放射率とから求めることができる。 いま、図に示すように、面積 \(A_1\) [\(m^2\)]、温度 \(T_1\) [(イ)] の面 \(S_1\) と、面積 \(A_2\) [\(m^2\)]、温度 \(T_2\) [(イ)] の面 \(S_2\) とが向き合っている。両面の温度に \(T_1 > T_2\) の関係があるとき、エネルギーは面 \(S_1\) から面 \(S_2\) に放射によって伝わる。そのエネルギー流量（1秒当たりに面 \(S_1\) から面 \(S_2\) に伝わるエネルギー）\(\Phi\) [W] は \(\Phi = \varepsilon \sigma A_1 F_{12} \times\) (ウ) で与えられる。 ここで、\(\varepsilon\) は放射率、\(\sigma\) は (エ)、及び \(F_{12}\) は形態係数である。ただし、\(\varepsilon\) に波長依存性はなく、両面において等しいとする。また、\(F_{12}\) は面 \(S_1\)、面 \(S_2\) の大きさ、形状、相対位置などの幾何学的な関係で決まる値である。