問題
熱放射に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。
| 1. | 常温物体から射出される電磁波は、波長が10μm付近の赤外線が主体である。 | ||
| 2. | 黒色ペイントは、光ったアルミ箔より長波長放射率が大きい。 | ||
| 3. | 熱放射の近似的な取扱いでは、室内壁面温度の代わりに室内の空気温度が用いられる。 | ||
| 4. | 光ったアルミ箔は、酸化した亜鉛鉄板より日射吸収率が大きい。 | ||
| 5. | 放射熱伝達率は、放射のやりとりをする各面の長波長放射率の積に比例する。 |
回答
正解は（4）
1. 常温物体から射出される電磁波は、波長が10μm付近の赤外線が主体である。
→正しい
常温（約20℃）の物体は、赤外線（10μm付近）を主に放射します。そのまま暗記してください。
2. 黒色ペイントは、光ったアルミ箔より長波長放射率が大きい。
→正しい
黒色ペイントのような「ツヤのない濃い色の面」は、熱を吸収しやすく、また放出しやすい（＝放射率が大きい）性質があります。逆にピカピカのアルミ箔は熱を反射しやすいため、放射率は極めて小さいです。
以下の表は材料ごとの放射率と日射吸収率を一覧にしたものです。この表を覚えておけば同内容の問題は確実に得点できます。
| 材料名 | 放射率 （長波長放射率） | 日射吸収率 |
|---|---|---|
| 白色プラスター | 0.9 | 0.1 |
| 白色ペイント | 0.9 | 0.2 |
| 黒色ペイント | 0.9 | 0.9 |
| アスファルト | 0.9 | 0.9 |
| 木材（松板） | 0.6 | 0.9 |
| 新しい亜鉛鉄板 | 0.2 | 0.74 |
| 酸化した亜鉛鉄板 | 0.3 | 0.8 |
| 光ったアルミ箔 | 0.1 | 0.1 |
ヘタ・レイ以下の図も参考にすると覚えやすいかもしれません。
アスファルトは黒色系材料に該当し、長波長放射率、日射吸収率ともに高いです。（図ではどちらも1に近い右上にありますね）
逆に光ったアルミ箔は、長波長放射率、日射吸収率ともに低いです。（図では原点0に近い左下にありますね。）
日射吸収率とは？
- 日射吸収率は、「太陽の光（主に可視光線や近赤外線）を、物体がどれだけ吸収するか」を表す割合です。
- 太陽光の波長（約300～2,500nm）の範囲で、値が大きいほど太陽の熱をよく吸収し、値が小さいほど吸収しない（反射や透過が多い）ことを意味します。
- たとえば、黒い屋根やアスファルトは日射吸収率が高く、白い壁やアルミ箔は低いです。
長波長放射率とは？
- 長波長放射率は、「物体が自分の熱を赤外線（主に10μm付近）として外に放射する割合」です。
- これは、物体自体が温かいときに放出する赤外線（熱放射）のしやすさを示します。
- 値が大きいほど熱をよく放射し、値が小さいほど熱を放射しにくい（熱をためこみやすい）です。
- たとえば、アスファルトや白色ペイントは放射率が高く、光ったアルミ箔は低いです。
ポイントまとめ
- 日射吸収率：太陽の熱をどれだけ吸収するか（昼間の熱のたまりやすさに関係）
- 長波長放射率：自分の熱をどれだけ外に放射するか（夜間の冷えやすさ、保温性に関係）
- この２つは材料や色によって違い、必ずしも同じ値ではありません。
例
- アスファルト・黒系の材料：日射吸収率も放射率も高い（よく熱を吸収し、よく熱を放射する）
- 白色ペイント：日射吸収率は低いが、放射率は高い
- 光ったアルミ箔：日射吸収率も放射率も低い（熱を吸収しにくく、放射もしにくい）
3. 熱放射の近似的な取扱いでは、室内壁面温度の代わりに室内の空気温度が用いられる。
→正しい
熱放射の計算では、厳密には室内壁面温度で評価しますが、近似的な取り扱いでは、壁面温度が空気温度とほぼ等しいと仮定し、空気温度を基準に熱放射を評価することがあります。
4. 光ったアルミ箔は、酸化した亜鉛鉄板より日射吸収率が大きい。
→不適当
ピカピカに光ったアルミ箔は、太陽の光（日射）を鏡のように反射するため、日射吸収率は非常に小さいです。酸化してくすんだ亜鉛鉄板の方が、光を吸収しやすくなります。（選択肢2の資料を参照）
5. 放射熱伝達率は、放射のやりとりをする各面の長波長放射率の積に比例する。
→正しい
例えば、A,B二つの物体があるとします。面Aから出た熱を面Bが受け取るとき、熱の伝わりやすさは「面Aの出しやすさ（放射率）」と「面Bの受け取りやすさ（放射率）」の両方が合わさって決まるので、これらを掛け算した「積」の数値が大きくなるほど、放射熱も大きくなります。
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