第三種電気主任技術者・2025年度 上期・機械

2025年度 上期 機械 問17(a)

(選択問題)
熱効率が70%で一定の電熱装置について、次の(a)及び(b)の問に答えよ。

0℃の氷5kgを加熱したところ 30min ですべて0℃の水になった。融解熱が 334 kJ/kgのとき電熱装置の消費電力の値 [kW]として、最も近いものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。

出典:第三種電気主任技術者 2025年度 上期 機械 問17(a)

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正答:(2)

要点

正解は(2)。5kg の氷を融かす熱量は 5×334=1670kJ5\times334=1670\mathrm{kJ} です。30分で与える必要熱出力を効率 70% で割ると、消費電力は約 1.33kW1.33\mathrm{kW} となり、選択肢では 1.4kW です。

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この問題では、加えた電力量や熱流がどの形の熱量に変わるかを整理し、損失や効率を含めて必要なエネルギーを求めることがポイントです。

必要な熱量 Q=5kg×334kJ/kg=1670kJQ = 5 \text{kg} \times 334 \text{kJ/kg} = 1670 \text{kJ}。
加熱時間 t=30min=1800st = 30 \text{min} = 1800 \text{s}。
必要熱出力 Pout=1670/1800≈0.928kWP_{out} = 1670 / 1800 \approx 0.928 \text{kW}。
消費電力 Pin=Pout/η=0.928/0.7≈1.325kWP_{in} = P_{out} / \eta = 0.928 / 0.7 \approx 1.325 \text{kW}。
最も近いのは 1.4。

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