電験三種 令和8年度(2026) 上期 機械 問17(b) 過去問解説

問17(b) 《電熱(乾燥時間)》
(選択問題:問17または問18のどちらか1問を解く) 20 ℃において含水量70 kgを含んだ木材100 kgがある。これを100 ℃に設定した乾燥器によって,100 ℃まで温めて乾燥させ,含水量を5 kgとしたい。次の(a)及び(b)の問に答えよ。 ただし,木材の完全乾燥状態での比熱を1.25 kJ/(kg・K),水の比熱と蒸発潜熱をそれぞれ4.19 kJ/(kg・K),$2.26 \times 10^3$ kJ/kgとする。 (b) 乾燥器の容量(消費電力)を22 kW,総合効率を55 %とするとき,乾燥に要する時間の値[h]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) 1.2
  2. (2) 4.0
  3. (3) 5.0
  4. (4) 14.0
  5. (5) 17.0
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正解は(2)
使う公式
熱量 $Q = P\eta t$(Q:熱量[kJ]、P:消費電力[kW]、η:総合効率(小数)、t:時間[s]) 単位の関係 $1\,\mathrm{kW} = 1\,\mathrm{kJ/s}$、$1\,\mathrm{h} = 3600\,\mathrm{s}$(1 kW は1秒に 1 kJ)
解説
【考え方】乾燥器が1秒に木材へ渡せる熱を出し、(a) の全熱量をそれで割ります。 ■1 数字を整理する 全熱量((a) の答え) Q=173 364 kJ 消費電力 P=22 kW=22 kJ/s 総合効率 55 %=0.55 ■2 1秒に木材へ渡る熱 $22 \times 0.55 = 12.1\,\mathrm{kJ/s}$ ■3 かかる秒数 $t = \dfrac{173\,364}{12.1} \fallingdotseq 14\,327\,\mathrm{s}$ ■4 時間に直す $\dfrac{14\,327}{3600} \fallingdotseq 3.98 \fallingdotseq 4.0\,\mathrm{h}$ 答えは(2)ピヨ。
出典:令和8年度(2026) 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)