電験三種 令和7年度(2025) 上期 機械 問17(b) 過去問解説
(選択問題:問17または問18のどちらか1問を解く)
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。
(b) 電熱装置の消費電力が1.7 kWのとき,0 ℃の水5 kgが50 ℃になるのに要する時間[min]として,最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。ただし,水の比熱は4.2 kJ/(kg・K)とする。
- (1) 11
- (2) 15
- (3) 19
- (4) 25
- (5) 30
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正解は(2)
使う公式
温める熱量 $Q = mc\Delta T$(Q:熱量[kJ]、m:質量[kg]、c:比熱[kJ/(kg・K)]、ΔT:温度の上がり幅[K])
時間 $t = \dfrac{Q}{\eta P}$(t:時間[s]、η:熱効率、P:消費電力[kW])
解説
【考え方】水を温める熱を出し、水に伝わる電力で割って時間を出します。
■1 数字を整理する
水の質量 m=5 kg
比熱(1 kgを1 K上げる熱) c=4.2 kJ/(kg・K)
温度の上がり幅 ΔT=50 − 0=50 K
消費電力 P=1.7 kW、熱効率 η=70 %=0.7
■2 必要な熱量
$Q = 5 \times 4.2 \times 50 = 1050\,\mathrm{kJ}$
■3 水に伝わる電力
$1.7 \times 0.7 = 1.19\,\mathrm{kW}$
■4 時間を求める
$t = \dfrac{1050}{1.19} \fallingdotseq 882\,\mathrm{s}$
1分=60秒なので、分に直します。
$\dfrac{882}{60} \fallingdotseq 14.7\,\mathrm{min}$
最も近いのは15分です。
答えは(2)ピヨ。
出典:令和7年度(2025) 上期 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(b)