(選択問題)
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。
0℃の氷5kgを加熱したところ 30min 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。
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要点
正解は(2)。5kg の氷を融かす熱量は \(5\times334=1670\mathrm{kJ}\) です。30分で与える必要熱出力を効率 70% で割ると、消費電力は約 \(1.33\mathrm{kW}\) となり、選択肢では 1.4kW です。
詳細解説
この問題では、加えた電力量や熱流がどの形の熱量に変わるかを整理し、損失や効率を含めて必要なエネルギーを求めることがポイントです。
必要な熱量 \(Q = 5 \text{kg} \times 334 \text{kJ/kg} = 1670 \text{kJ}\)。
加熱時間 \(t = 30 \text{min} = 1800 \text{s}\)。
必要熱出力 \(P_{out} = 1670 / 1800 \approx 0.928 \text{kW}\)。
消費電力 \(P_{in} = P_{out} / \eta = 0.928 / 0.7 \approx 1.325 \text{kW}\)。
最も近いのは 1.4。
