ジュールの法則？通電による発熱

質問

電気抵抗による発熱について調べていますが、なかなか的を得る項目が
見つかりません。詳しい方がいましたら、ご教授願います。
　ステンレス材の管(直径30mm,板厚3mm)に通電（1200Ｗ）すると、何度温度上昇するのでしょうか？ステンレス材の比熱；0.5kJ/(kg・℃),密度；7.82g/cm^3の条件は分かってたのですが、導き方が今一分かりません。宜しくお願いします。

回答No.2

Denkigishi · ベストアンサー

温度を求めたいのであれば、ジュールの法則ではなく、熱計算をする必要があります。計算の原理は、〔電気入力と放熱量が平衡するときの温度を求める〕ということで、そのための計算式は、Ｉ＝αＡθ　です。
Ｉは放熱量（＝電気入力）でこの場合は1.2[kW]、αは熱伝達率で[kW/m2/℃]という単位の係数、Ａはステンレス材の表面積[m2]、θはステンレス材の温度と空気温度との差[℃]です。。
また、途中の温度上昇時間が必要なら比熱が要りますが、過渡現象論で計算する必要があります。もし最終到達温度だけでいいなら、比熱は無関係で、計算は至って簡単です。
但し、αはステンレスと空気の間の熱伝達の係数を何処かから探して来なければなりません。私も直ぐには判りません。
今回のご質問で分かったと思いますが、電気応用分野では電気理論だけでなく、機械、熱、物理、化学などの周辺知識も必要になるということです。

お礼

貴重なご意見ありがとうございます。
ご回答して頂いた内容を拝見する限り、素人では、無理のような気がします。実験をやっての裏付けとして計算出来ない物か？と
安易な考えから質問してみたのですが、再検討してみます。

回答No.3

rabbit_cat

1200Wですか。
＃２さんご指摘の、ステンレス・空気との間の熱伝導＋熱伝達に加えて、放射熱（輻射熱）も考える必要がありそうです。

お礼

貴重なご意見有難うございます。
皆様の意見を拝見していくうちに、「かなり難しい質問」をした事が分かりました。自分自身、更なる調査をして再度検討する考えでおります。ありがとうございました。

回答No.1

ayupapa

Ｗ（ワット）＝Ｊ（ジュール）/Ｓ（秒）です。
あとステンレス管の長さ（ｍ）と通電時間（秒）が要るのではないでしょうか。

お礼

貴重なご意見ありがとうございます。
長さ：１ｍ、通電時間：１分を予定条件に考えております。
また、追加でご指導いただければ幸いです。