金属の熱の伝わる時間

質問

金属が一定温度になるまでの時間はどのくらいになるのでしょうか。

例えば長さ10mmｘ10mmｘ10mmの鉄（S45C）が20℃の部屋から30℃の部屋に移されたときどのくらいの時間で30℃になるのでしょうか。

初歩的な質問ですがどなたかご教授ください。
よろしくお願い致します。

回答No.1

noname#230359 · ベストアンサー

参考ＵＲＬの「熱の計算」「温度上昇計算」で数値を知ることができます。

物体の温度上昇または温度降下 　
物体の質量A：0.0078 kg
物体の比熱B：461 J/kg ℃
放熱部分の表面積C：0.0006 m2
物体の初期温度D：20 ℃
物体表面の放射率E：0.5
対流による熱伝達率F：7 W/m2 K
雰囲気温度G： 30 ℃
加熱容量H： 0 W

を代入して計算実行させると
20℃の鉄の立方体が、1350秒ほどで、29℃ まで上昇する結果が得られます。
29.9℃になるのは、2500秒程掛かります。
30℃丁度になるには理屈としては無限大の時間が掛かります。

上記の時間は、一般的な条件で計算したものであり、空気と鉄の熱の伝わり
易さの条件次第では、ある程度数値は前後します。

理屈に興味があれば、「伝熱学」を学んで下さい。

参考URL：

http://www.hakko.co.jp/qa/qakit/html/index2.htm

お礼

ありがとうございます。

温度が伝わっていくときの長さの変化が気になっていました。
伝熱学を勉強してみます。

回答No.2

noname#230359

厳密には対流や放射伝熱を考慮すべきですが、提示のレベルなら基本は
熱伝導におけるフーリエの法則になると思います。すなわち単位時間当たり
の伝導熱量は伝熱面積(表面積)と温度勾配に比例するという式です。
下記参照下さい。金属の温度上昇は比熱と熱量で決まるの、この方程式を
解けば求まります。

参考URL：

http://ebw.eng-book.com/heishin/ChemistryEngineeringFormula_fourier_law_plane_calculation.do?category=fourier_law_plane

お礼

ありがとうございます。

まずは自分で解いてみようと思います。