열전도도(thermal conductivity)가 2 W/(m·K)이고 두께는 10 cm이며, 면적은 5 m 2 인 유리창의 외부표면 온도는 15 °C이다. 내부로부터 외부로 전도에 의하여 열이 전달된다고 가정한다. 전달된 열전달량이 50 W일 때 유리창의 내부표면 온도는 몇 °C인가?

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1[국회직 9급 기계일반] 18년 1회차

열전도도(thermal conductivity)가 2 W/(m·K)이고 두께는 10 cm이며, 면적은 5 m²인 유리창의 외부표면 온도는 15 °C이다. 내부로부터 외부로 전도에 의하여 열이 전달된다고 가정한다. 전달된 열전달량이 50 W일 때 유리창의 내부표면 온도는 몇 °C인가?

15.1

15.5

16.1

16.5

해설

유리창의 내부표면 온도는 15.5 °C이다.
평판의 전도 열전달은 푸리에 법칙을 따른다.
 $Q=\dfrac{kA\Delta T}{L}$ 
두께를 0.1 m로 바꾸어 온도차를 구한다.
 $\Delta T=\dfrac{QL}{kA}=\dfrac{50\times0.1}{2\times5}=0.5\ \mathrm{K}$ 
열이 내부에서 외부로 흐르므로 내부표면이 외부표면보다 그만큼 뜨겁다.
 $T=15+0.5=15.5\ ^\circ\mathrm{C}$

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