電験三種 令和7年度(2025) 上期 機械 問17(b) 過去問解説

問17(b) 《電熱(水の加熱時間)》
(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. (1) 11
  2. (2) 15
  3. (3) 19
  4. (4) 25
  5. (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)