第31回 臨床工学技士国家試験 午後 第84問
医用機械工学第31回午後
第31回 臨床工学技士国家試験 午後 第84問（医用機械工学）の正答は 5 です。熱伝導で移動する熱量は Q＝k・A・(θ₁−θ₂)・t / L。
問題
図のように長さL、一様な断面積A、熱伝導率k の直方体の物体におい て、面a の温度がi 1、面b の温度がi 2 である。t 秒間に移動する熱量Q について 誤っているのはどれか。 ただし、熱量は面a から面b へのみ移動する。
- 1. 熱伝導率k に比例する。
- 2. 断面積A に比例する。
- 3. 時間t に比例する。
- 4. 温度差i 1 - i 2 に比例する。
- 5. 長さL に比例する。 ✓
正答：5番
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解説
■ 正答：5番 — 長さLに比例する。（これが誤り）
熱伝導で移動する熱量は Q＝k・A・(θ₁−θ₂)・t / L。すなわち熱伝導率k・断面積A・時間t・温度差に比例し、長さL には反比例する。誤りを問う問題なので、「Lに比例」とする5番が正答。
【各選択肢の解説】
1. 熱伝導率kに比例する。
✅ 正しい。Q∝k。
✅ 正しい。Q∝k。
2. 断面積Aに比例する。
✅ 正しい。Q∝A（伝わる断面が広いほど多い）。
✅ 正しい。Q∝A（伝わる断面が広いほど多い）。
3. 時間tに比例する。
✅ 正しい。Q∝t（時間が長いほど積算熱量が増える）。
✅ 正しい。Q∝t（時間が長いほど積算熱量が増える）。
4. 温度差θ₁−θ₂に比例する。
✅ 正しい。Q∝(θ₁−θ₂)（温度勾配が大きいほど多い）。
✅ 正しい。Q∝(θ₁−θ₂)（温度勾配が大きいほど多い）。
5. 長さLに比例する。
❌ 誤り（これが正答）。Q∝1/L（厚い/長いほど伝わりにくい＝反比例）。
❌ 誤り（これが正答）。Q∝1/L（厚い/長いほど伝わりにくい＝反比例）。
【試験対策ポイント】
- フーリエの熱伝導：Q＝k・A・ΔT・t / L
- k・A・ΔT・t に比例、L（伝導距離）に反比例
- 断熱材は厚く（L大）することで熱移動を減らす。
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