第三種電気主任技術者の過去問
平成28年度(2016年)
機械 問61

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問題

第三種 電気主任技術者試験 平成28年度(2016年) 機械 問61 (訂正依頼・報告はこちら)

図はヒートポンプ式電気給湯器の概要図である。ヒートポンプユニットの消費電力は1.34kW、COP(成績係数)は4.0である。また、貯湯タンクには17℃の水460Lが入っている。この水全体を88℃まで加熱したい。
次の問に答えよ。

この過熱に必要な熱エネルギーWhの値[MJ]として、最も近いものを次の( 1 )~( 5 )のうちから一つ選べ。
ただし、貯湯タンク、ヒートポンプユニット、配管などからの熱損失はないものとする。
また、水の比熱容量は4.18kJ/(kg・K)、水の密度は1.00×103kg/m3であり、いずれも水の温度に関係なく一定とする。
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この過去問の解説 (3件)

01

水の加熱に必要なエネルギーを計算する問題です。

 

①水の質量

 460[L]×10-3[m3/L]×1.00×103[kg/m3

 =460[kg]

 

昇熱温度

 88-17

 =71[K]

 

③水の加熱に必要なエネルギー[MJ]

 Wout=(質量)×(比熱)×(昇熱温度)

  =460×4.18×71

  ≒137,000[kJ]

  =137[MJ]

 

したがって、水の加熱に必要なエネルギーは137[MJ]が正解です。

選択肢2. 137

正解です。

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02

水1kgを1℃上昇させるには4.18kj必要なので、
水460Lを71℃加熱するには4.18[kj/kg・K]×460[kg]×71 = 136,518.8[kj]

よって水460Lを17℃から88℃まで加熱するには
136,518.8[kj]の熱エネルギーが必要です。


選択肢2.となります。

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03


水の過熱に必要な熱エネルギーWhは、

Wh=(質量)×(比熱容量)×(温度差)

となります。
水460Lは、問題文より密度が
1.00×10^3[kg/m3]=1.00[kg/L]
ですので、質量460kgとなります。
温度差は、88℃-17℃=71℃=71Kですので、

Wh=460[kg]×4.18[kJ/(kg・K)]×71[K]
≒136519[kJ]
≒137[MJ]

よって、正解は2.になります。

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