第二種電気工事士 令和元年度(2019) 上期 問3 過去問解説
電熱器により，60 kgの水の温度を20 K上昇させるのに必要な電力量［kW・h］は。
ただし，水の比熱は4.2 kJ/(kg・K)とし，熱効率は100 %とする。
- イ 1.0
- ロ 1.2
- ハ 1.4
- ニ 1.6
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正解はハ
使う公式
熱量 $Q = mc\Delta T$（$Q$：熱量[kJ]、$m$：質量[kg]、$c$：比熱[kJ/(kg・K)]、$\Delta T$：温度の上がり幅[K]）
$1\,\mathrm{kW \cdot h} = 3600\,\mathrm{kJ}$
解説
【考え方】水を温めるのに要る熱量を kJ で出し、3600 で割って kW・h に直します。
■1 数字を整理する
水の質量 $m = 60\,\mathrm{kg}$
比熱（水1 kgを1 K上げるのに要る熱の量） $c = 4.2\,\mathrm{kJ/(kg \cdot K)}$
上げる温度 $\Delta T = 20\,\mathrm{K}$（K の幅は ℃ の幅と同じです）
■2 熱量を求める
$Q = 60 \times 4.2 \times 20 = 5040\,\mathrm{kJ}$
■3 kW・h に直す
1 kW を1時間（3 600秒）使うと
$1000\,\mathrm{W} \times 3600\,\mathrm{s} = 3\,600\,000\,\mathrm{J} = 3600\,\mathrm{kJ}$
なので、1 kW・h＝3 600 kJ です。
$\dfrac{5040}{3600} = 1.4\,\mathrm{kW \cdot h}$
熱効率100 %なので、電気がすべて熱になると考えてよいです。
答えは(ハ)ピヨ。
出典：令和元年度（2019） 第二種電気工事士試験（電気技術者試験センター）上期 筆記試験 問3