[7급 국가직 전달현상 2022년 24번]

원통형 전선이 일정한 두께의 플라스틱 피복으로 단단하게 싸여 있다. 원통형 좌표계(cylindrical coordinate system)를 사용하여 분석하였을 때, 피복의 두께와 (가), (나) 조건의 물리량과의 관계를 가장 적절하게 표현한 것은? (단, 전선과 피복 경계면의 온도는 외부 대기 온도보다 높다고 가정한다. 모든 물질은 등방성이며, 전선의 반지름은 일정한 양수의 값으로 고정되어 있다. 정상상태를 가정한다)

(가) 전선과 피복 경계면의 온도가 일정할 때, $r$방향 열전달률

(나) $r$방향 열전달률이 일정할 때, 전선과 피복 경계면의 온도