空間に熱源があった場合の温度上昇について

質問

W30m×D15m×H8mの空間にて350Wの熱源が24個入ってる場合、60分経過後は何度空気中の温度が上昇するかご教授下さい。
なお、空間の温度は0℃と仮定し、外部の影響は受けないものとします。

また、空気が水だった場合についてもご教授頂けないでしょうか。

計算式も含め、回答頂けると幸いです。
必要な情報が他にあれば、ご指摘ください。

回答No.1

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0℃の空気の比重は
1.293kg/m^3
http://www.mterm-pro.com/machine-yougo/fluid-dynamics/water-air-bussei.html
なので、
W30m×D15m×H8m(の空気の重さは）
=3600m^3
=(3600m^3)(1.293kg/m^3)(1000g/1kg)
=4654800g
になる。

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%AF%E3%83%83%E3%83%88
1ｗ＝1Ｊ/secだから、350ｗｘ24で60分ってことは
350J/s*24*(3600sec)＝30240000Jが加えられることになる。

空気の比熱は
1.006Ｊ/g・Ｋなので、
http://www.kdcnet.ac.jp/college/buturi/kougi/buturiko/heat/heat3/tbl-gasspheat.htm
30240000Ｊ/(1.006J/g・K)(4654800g)=6.46Kということになり、
温度上昇はだいたい6.5℃になる。

加えられたエネルギー/(体積)(比熱)＝温度上昇
ってことだね。
水の場合も比熱と比重を変えるだけで計算できると思うけど、、
比重も比熱も空気と比べて大きいから、ごくわずかの上昇しか無いと思うよ。

お礼

分かりやすい回答、ありがとうございます。
非常に勉強になりました。

回答No.3

mpascal

空間内で、空気の対流が発生します。

そのことを考慮する場合は、熱流体解析が必要では。

お礼

ご回答ありがとうございました。
物理には無知なもので、熱流体解析がよく分かってません。
空気の対流は特に考慮しないで仮定します。

回答No.2

rushihe

参考URLに記載されている例題3-5を参照して計算してみてください。
かなり優しく書いてあるので、理解できると思います。
kwhからJへの変換は調べてくださいね。
気体の比熱は、圧力、温度に大きく依存しています。
空間の状態によってて定圧比熱か定積比熱で検討をしなければいけないと思います。
また、空気自体は、湿度や組成で比熱も変わってきますので、そのへんのデータがなければ正確な予測はできないと思います。

参考URL：

http://www.kdcnet.ac.jp/college/buturi/kougi/buturiko/heat/heat3/heat3.htm

お礼

回答ありがとうございます。
参考となるURLまでご教授頂き、助かります。