機械その9 電熱(Electric Heating)
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このページでは、電熱の公式や重要単語とその解説について掲載しています。
また、その公式がどの過去問に使われているかについても記載しています。
電熱のポイント
電熱の分野では、誘導加熱、誘電加熱の特徴を問う知識問題と、熱量の計算問題が中心に出題されます。
簡単な問題が比較的多いため、公式をしっかり覚えて対応しましょう。
目次
顕熱
- 温度変化を伴う熱。
潜熱
- 温度変化を伴わない熱。
放射エネルギー
- 放射エネルギーは絶対温度の4乗に比例する。
温度上昇に必要な熱量
公式
$$\Large{Q_1=mcΔT+mβ}$$
電気炉が物質に与える熱量
公式
$$\Large{Q_2=3600PTη}$$
ヒートポンプの成績係数
冷房
公式
$$\Large{COP=\frac{Q}{W}}$$
暖房
公式
$$\Large{COP=1+\frac{Q}{W}}$$
抵抗加熱
- 電流によるジュール熱を利用して加熱する。
誘導加熱
- 被加熱物を交番磁界内に置き、導電体中に生じるジュール熱によって発熱する。
- 透磁率の高い方が加熱しやすい(鉄、ステンレス)
- 周波数が高いと内部は加熱されにくい。(表皮効果)
誘電加熱(マイクロ波)
- 交番電界内に置き、誘電損によって発熱する。
- 加熱には水などの有極性分子が必要。
- 熱効率が高い。
- 誘電体損失係数の大きいものしか加熱できない。
- 誘電損は周波数に比例する。
- 数GHz 電磁波を使用する。
- 使用例は電子レンジ等
アーク加熱
- アーク放電によって生じる熱を利用するもので,直接加熱方式と間接加熱方式がある。
赤外加熱
- 遠赤外ヒータの最大放射束の波長は,赤外電球の最大放射束の波長より長い。