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
正解: ハ
要点: 必要熱量 Q=60×4.2×20=5040 kJ,3600で割って1.4 kW・h。
詳しい解説
水を温めるのに必要な熱量は Q=質量×比熱×温度上昇=60×4.2×20=5040 kJ である。熱効率100%なので必要な電力量も5040 kJに等しい。1 kW・h=3600 kJ なので,5040÷3600=1.4 kW・h となる。
選択肢ごとの誤答の理由
- イ kJからkW・hへの換算(÷3600)や比熱の桁を取り違えると出やすい値で,正しくは1.4である。
- ロ 熱量5040 kJの計算か3600での換算を少なく見積もった値で,正確な計算では1.4になる。
- ニ 熱量や換算を過大に見積もった値で,Q=5040 kJ・÷3600の計算では1.4を超えない。
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