第三種電気主任技術者・2009年度・機械

2009年度 機械 問17(a)

温度 20.0 [∘C]20.0\,[^\circ\text{C}]、体積 0.370 [m3]0.370\,[\text{m}^3] の水の温度を 90.0 [∘C]90.0\,[^\circ\text{C}] まで上昇させたい。次の(a)及び(b)に答えよ。
ただし、水の比熱(比熱容量)と密度はそれぞれ 4.18×103 [J/(kg⋅K)]4.18\times10^3\,[\text{J/(kg}\cdot\text{K)}]、1.00×103 [kg/m3]1.00\times10^3\,[\text{kg/m}^3] とし、水の温度に関係なく一定とする。

電熱器容量 4.44 [kW]4.44\,[\text{kW}] の電気温水器を使用する場合、これに必要な時間 tt [\text{h}] の値として、最も近いのは次のうちどれか。
ただし、貯湯槽を含む電気温水器の総合効率は 90.0 [%]90.0\,[\%] とする。

出典:第三種電気主任技術者 2009年度 機械 問17(a)

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正答:(3)

要点

正解は(3)。必要な熱量は Q=mcΔT=(0.37×103)×4.18×103×(90−20)≈108.26×106 [J]Q = mc\Delta T = (0.37 \times 10^3) \times 4.18 \times 10^3 \times (90-20) \approx 108.26 \times 10^6 \, [\text{J}] である。加熱有効電力は P=4.44×103×0.9=3996 [W]P = 4.44 \times 10^3 \times 0.9 = 3996 \, [\text{W}] なので、時間は t=Q/P≈27092 [s]≈7.53 [h]t = Q/P \approx 27092 \, [\text{s}] \approx 7.53 \, [\text{h}] である。

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必要な熱量 Q=mcΔT=(0.37×103)×4.18×103×(90−20)≈108.26×106 [J]Q = mc\Delta T = (0.37 \times 10^3) \times 4.18 \times 10^3 \times (90-20) \approx 108.26 \times 10^6\,[\text{J}]
加熱有効電力 P=4.44×103×0.9=3996 [W]P = 4.44 \times 10^3 \times 0.9 = 3996\,[\text{W}]
時間 t=108.26×1063996≈27092 [s]≈7.53 [h]t = \dfrac{108.26 \times 10^6}{3996} \approx 27092\,[\text{s}] \approx 7.53\,[\text{h}]。

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