電験三種 令和7年度(2025) 上期 機械 問17(a) 過去問解説

問17(a) 《電熱(氷の融解)》
(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。 (a) 0 ℃の氷5 kgを加熱したところ30 minですべて0 ℃の水になった。融解熱が334 kJ/kgのとき電熱装置の消費電力の値[kW]として,最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
  1. (1) 0.9
  2. (2) 1.4
  3. (3) 1.9
  4. (4) 2.4
  5. (5) 2.9
答えと解説を見る
正解は(2)
使う公式
氷をとかす熱量 $Q = mL$(Q:熱量[kJ]、m:質量[kg]、L:融解熱[kJ/kg]) 消費電力 $P = \dfrac{Q}{\eta t}$(P:消費電力[kW]、η:熱効率、t:時間[s])
解説
【考え方】氷をとかすのに必要な熱を出し、効率と時間で割って電力にします。 ■1 数字を整理する 氷の質量 m=5 kg 融解熱(0 ℃の氷1 kgを0 ℃の水にする熱) L=334 kJ/kg 時間 t=30 min=30 × 60=1 800 s 熱効率 η=70 %=0.7 ■2 必要な熱量 $Q = 5 \times 334 = 1670\,\mathrm{kJ}$ ■3 消費電力 1 kW は1秒に1 kJ のエネルギーです。 $P = \dfrac{1670}{0.7 \times 1800} = \dfrac{1670}{1260} \fallingdotseq 1.33\,\mathrm{kW}$ 最も近いのは1.4 kW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(a)