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1[일반기계기사 필기] 15년 2회차
두께 1cm, 면적 0.5m2의 석고판의 뒤에 가열판이 부착되어 1000W의 열을 전달한다. 가열판의 뒤는 완전히 단열되어 열은 앞면으로만 전달된다. 석고판 앞면의 온도는 100℃이다. 석고의 열전도율이 k = 0.79 W/m • K일 때 가열 판에 접하는 석고 면의 온도는 약 몇 ℃인가?
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해설

정상상태 열전도에서 열전달율 Q = k·A·ΔT/d 공식을 적용한다. 주어진 값: Q = 1000W, k = 0.79 W/m·K, A = 0.5 m², d = 0.01 m, 앞면 온도 T₁ = 100℃이고, 뒤면 온도 T₂를 구해야 한다.

공식을 정리하면
ΔT=Q⋅dk⋅A=1000×0.010.79×0.5=100.395≈25.3 K\Delta T = \frac{Q \cdot d}{k \cdot A} = \frac{1000 \times 0.01}{0.79 \times 0.5} = \frac{10}{0.395} \approx 25.3 \text{ K}
이므로 온도차는 약 25℃이다.

따라서 가열판에 접하는 석고 뒤면의 온도는 T₂ = 100 + 25.3 ≈ 125℃이다.

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