プラスチックの箱に直射日光が当たったとして、箱の内

質問

プラスチックの箱に直射日光が当たったとして、箱の内部が40℃以上になるのは気温が何℃の時ですか。

回答No.2

vgemash

直射日光によってプラスチックの箱の内部が40℃以上になる場合、外部の気温はかなり高い必要があります。実際には、気温が30℃以上の暑い日である必要があります。
これは、直射日光が箱に入り込み、プラスチックの表面で吸収されると、箱の内部の温度が外気温よりも高くなることがあるためです。一般的に、直射日光が当たる場合、物体の表面温度は外気温よりも高くなります。
ただし、これは一般的な目安であり、実際には多くの要因が影響します。例えば、箱の色や形状、日光の角度や強度、風の有無などがあります。

この問題にはいくつかの未知数がありますが、以下の推定値を使用して回答します。
プラスチックの箱の熱膨張係数： 7×10^-5 / ℃
箱のサイズ： 10 cm x 10 cm x 10 cm
外部の熱放射を無視する
プラスチックは太陽光線によって熱され、熱膨張が発生します。熱膨張によって、箱の寸法が変化し、内部の温度が上昇します。この問題では、箱の内部が40℃以上になるのに必要な外部の気温を求める必要があります。
まず、箱が受ける熱の量を見積もります。箱の表面積は300平方センチメートルであるため、太陽光線が箱の表面に当たった場合、約100ワットの熱が吸収されます（太陽光線の平均放射量は約1000ワット/平方メートル）。この熱は、箱の体積が変化するために必要な熱量に変換されます。
次に、箱の体積の変化量を見積もります。プラスチックの熱膨張係数が7×10^-5 / ℃であるため、箱が1℃加熱されるごとに、1辺が0.007センチメートル拡大します。したがって、箱が内部で40℃になるためには、外部の気温が以下のようになる必要があります。

10 cm x 0.007 cm/℃ x 40℃ = 2.8 cm

したがって、外部の気温は、箱の内部が40℃以上になるためには、約2.8℃以上である必要があります。ただし、実際の状況は熱放射などの要因があるため、この計算は精度が低い可能性があります。

回答No.1

himat_ex

気温はあまり関係ないです。どのくらい光を取り込めるか放熱がどのくらいかで変わります。真面目に計算すれば平衝点は求められますが、箱の大きさや色、箱の壁の厚さ、材質、光量がわからないとそもそも計算できません