電験三種 令和元年度(2019) 機械 問17(a) 過去問解説
【選択問題：問17と問18のどちらか一方を選んで解答する】
電気給湯器を用いて，貯湯タンクに入っている温度 $20\,^\circ\mathrm{C}$，体積 $0.37\,\mathrm{m^3}$ の水を $85\,^\circ\mathrm{C}$ に加熱したい。水の比熱容量は $4.18 \times 10^3\,\mathrm{J/(kg\cdot K)}$，水の密度は $1.00 \times 10^3\,\mathrm{kg/m^3}$ であり，いずれも水の温度に関係なく一定とする。次の(a)及び(b)の問に答えよ。
(a) 貯湯タンク内の水の加熱に必要な熱エネルギー $Q$ の値[MJ]として，最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
- (1) 51
- (2) 101
- (3) 152
- (4) 202
- (5) 253
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正解は(2)
使う公式
温めるのに必要な熱量 $Q = m c \Delta T$（Q：熱量[J]、m：水の質量[kg]、c：比熱容量[J/(kg・K)]（1 kg を 1 K 上げる熱）、ΔT：温度の上がり幅[K]）
解説
【考え方】まず体積から水の質量を出します。温度は 20 ℃ から 85 ℃ なので、65 K 上げます。
■1 水の質量
$m = 0.37 \times 1.00 \times 10^3 = 370\,\mathrm{kg}$
■2 熱量
J を MJ（100万 J）に直します。
$Q = 370 \times 4.18 \times 10^3 \times (85 - 20)$
$\fallingdotseq 100.5 \times 10^6\,\mathrm{J} \fallingdotseq 101\,\mathrm{MJ}$
答えは(2)ピヨ。
出典：令和元年度（2019） 第三種電気主任技術者試験（電気技術者試験センター）機械 問17(a)