第35回 臨床工学技士国家試験 午後 第84問
医用機械工学第35回午後
第35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 4 です。物体が放射する電磁波のピーク波長は絶対温度に反比例する(ウィーンの変位則:λ_max≒2898 μm·K/T)。
問題
放射について誤っているのはどれか。
- 1. 真空中でも放射により熱が伝わる。
- 2. 水中でも放射により熱が伝わる。
- 3. 0℃の物体からも放射により周囲に熱が伝わる。
- 4. 37℃の物体からは主に紫外線が放射される。 ✓
- 5. 物体の絶対温度の4 乗に比例したエネルギーが放射される。
正答:4番
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解説
■ 正答:4番 — 37℃の物体からは主に紫外線が放射される。
物体が放射する電磁波のピーク波長は絶対温度に反比例する(ウィーンの変位則:λ_max≒2898 μm·K/T)。37℃(310 K)では2898/310≒約9.3 μm=赤外線で、紫外線ではない。
【各選択肢の解説】
1. 真空中でも放射により熱が伝わる。
✅ 正しい。放射は電磁波によるため媒質がいらない。太陽の熱が宇宙空間を通って届くのがこの例である。
✅ 正しい。放射は電磁波によるため媒質がいらない。太陽の熱が宇宙空間を通って届くのがこの例である。
2. 水中でも放射により熱が伝わる。
✅ 正しい。電磁波は水中も進む。水は赤外線をよく吸収するので届く距離は短いが、放射による熱の移動は起こる。
✅ 正しい。電磁波は水中も進む。水は赤外線をよく吸収するので届く距離は短いが、放射による熱の移動は起こる。
3. 0℃の物体からも放射により周囲に熱が伝わる。
✅ 正しい。絶対零度(−273℃)でない限り、どの物体も温度に応じた電磁波を放射する。
✅ 正しい。絶対零度(−273℃)でない限り、どの物体も温度に応じた電磁波を放射する。
4. 37℃の物体からは主に紫外線が放射される。
❌ 誤り(=正答)。正しくは体温付近の物体は主に赤外線(波長約10 μm前後)を放射する。サーモグラフィはこれを検出して体表温度を測る。
❌ 誤り(=正答)。正しくは体温付近の物体は主に赤外線(波長約10 μm前後)を放射する。サーモグラフィはこれを検出して体表温度を測る。
5. 物体の絶対温度の4 乗に比例したエネルギーが放射される。
✅ 正しい。ステファン・ボルツマンの法則(E=εσT⁴)。
✅ 正しい。ステファン・ボルツマンの法則(E=εσT⁴)。
【試験対策ポイント】
| 法則 | 内容 |
|---|---|
| ステファン・ボルツマン | 放射エネルギー∝ T⁴ |
| ウィーンの変位則 | ピーク波長∝ 1/T(温度が低いほど長波長) |
熱の伝わり方:伝導・対流は物質が要る/放射は真空でも伝わる。
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