、熱及び物質移動(河合) 2 0 0 9年 s 月 4日(火) 1 O:30~ 1 2 : 0 0 (解答用紙が不足する場合は裏面も使うこと) 0回 1の鋼板 2枚がある((X= 0 . 0 6m2J h r l .1hr=60分.一枚ははじめ 100C，もう一枚は OOC 間1.厚さ 2 であったが，時刻。で向者を接着し，同時に両方の外側の面を 0 "Cに保った .10分後の接着函の 0 温度をグラフ用紙に作図して求めよ. . ~裂は Oλ;ford Uniy 町，s i t yP r e 田から出版されている HeatTr 祖 s f 己 rとし、う本の表紙のイラストである(R 問2 H .S .W i n t e r 回 1著者 1 9 9 7年).以下の商いに答えよー [ 1 1 N¥ l wton ，F o u r i 町， S t e f i 田 B o l t z m 却 n というのはそれぞれどんな熱移動を表しているか?ま [ 2 ] た，左下の縦上向きの矢印↑は何を意味しているか? この図が宇宙船の船体の断面を表しているとする.宇宙船の皇室の厚さを 5 0血血，壁の熱伝，室内倶l t の壌の熱伝達率を 20WI 血2・ K とする.宇宙船内の主主混は 2 0C 導率を 0.80W/m-K 2 に保たれており，宇宙の温度は 3Kである. ( 1 )船体 1m 当り 1秒間に移動する熱エネ 2 )室内面と ( 3 )室外面の温度を求めよ.ただし，船体材料はルギーおよび，窓ガラスの( 2 4 黒体とする.シュテファン・ボルツマン定数 c i= 5.67X1 0 司 SW!(m K )とする. 0 [ 3 J 船体材料が黒体ではなく，銀色だった場合，船体を通して移動する熱エネルギーは， [ 2 ] で求めた熱移動量より大きくなるか小さくなるか?光の反射率を εとして定量的に解答せよ F o u r i e r Newton S t e f a n B o l t z m 祖 n ! 1 1 1 1 ! 1 1 一一- x 間3 . 急に動き出した援のそばの流動 :ρ とμが一定の流体が静止している .t=0で流体に接した墜が x方向に速度 Yで動き出したとき，壁から y離れた位置の時期hにおける x方向の速度成分 u( y ，t )を求めたい. [ 1 ] この系を 2次元として連続の式を書け. [ 2 J [ 3 ] J du(y ， t ). du(y ， t )i _ J du.du.dui N a v i . 町司S k田方程式の x成分は， p l 一一一一 +u(y ， t )一一一一 1 = μ ! ーす+一τ+ーτ￨で " rdt 柏 2 2 2 ..f_. .¥ V " d x ) .¥ d x " 0 ' " d z " ) ある.ここで=0の項はどれか? [1]を参考に答えよ. [ 2 ] を渇いて，運動量が拡散するときの方程式を書き下せ.但し v=μ/ρ とせよ. [ 4 ] ボルツマン変換 y=与を用いて [ 3 ] を解け. 2 、 I t t 関4 . [1]黒体放射に関するプランクの式 3 c 1 吋安) を波長 λの式に変換せよ.計算の途中粧品も記述すること. [ 2 ] 2 ds i ne =λのブラ yグの式を使って物質から放出される X 線のエネルギースベクトルを e ) e e I ( として測定したとき，装置の分解能L 1 を一定と見倣すとき， L 1 Eが等間隔になるようなエネルギースペクトルの強度 I ( E )は I ( )からどのような補正をすべきか， [1]と同様な考え方によって，その祷正式を求めよ. ¥