水の温度を上昇については、比熱を理解する必要があります。
題意により4.2ｋJ/㎏・Kなので、1㎏の水を１ｋ上昇させるのに4.2ｋＪ必要です。
誤りです。
誤りです。
90㎏の水を20K上昇させるので必要な熱量は
Q=90×20×4.2＝7560kJ ・・・(1)
求めるものは電力量W(kW・h)なので (1)式を3600で割ればよいです。
W=7560/3600＝2.1(kW・ｈ)
誤りです。
今回の問題は、電力量と熱量の関係の問題です。
熱量の単位は、[J](ジュール)です。電力量の単位は、[kW･s]です。そして、発生する熱量Qは、電力量Pに換算すると、
Q [J]＝P [W･s]
と換算できます。発生した熱量が、1秒間に発生する電力量と同じということです。
電力量の単位は、[W･s]は、1時間使った電力量として、[W･h]で表される場合もあります。また、
90kgの水を20K上昇させたときに発生する熱量は、
90 [kg]×20 [K]×4.2 [kJ/(kg･K)]＝7,560 [kJ]
です。この熱量を1時間当たりの電力量で表すと、
7560 [kJ]＝7560 [kW･s]
となって、7560秒に発生した熱量になります。
[kW･s]を[kW･h]とするには、(60×60) [秒]で割れば、1時間当たりの電力量と計算できます。
したがって、7560 [kW･s]／(60×60) [秒]＝2.1 [kW･h]となります。
×
誤りです。
×
誤りです。
○
正解です。
×
誤りです。
＜補足＞
電力を表す単位W(ワット)は、同じ電力表す単位 電圧[V]×電流[A]＝V･A という単位があり、混同しやすい単位です。
一般的には、電力には、有効電力、無効電力、皮相電力があって、皮相電力が有効電力と無効電力を合わせたもので、V･Aで表されます。
一方、Wを表す電力は、有効電力で、皮相電力に力率を掛けたものになります。
90㎏の水を20K上昇させるのに必要な電力式は、以下の式で求められます。
電力量W＝水の重さm（90）×比熱c（4.2）×上昇させる温度t（20）×熱効率W・s（1）
※熱効率は100％とする、とあるためここでは1を代入する。
電力量W＝7560＝7560kj＝7560kW•sが得られます。
7560秒で90㎏の水を20K上昇させることが出来る事を、この式は表しています。
この得られた数値を3600で割ることで、90kgの水の温度を20K上昇させるのに必要な1時間当たりの電力量が得られます。
7560÷3600＝2.1
誤りです。
誤りです。
正しいです。
誤りです。
