43PM19|第43回 第2種ME技術実力検定試験 過去問

Ⅰ 基礎的知識MEの基礎となる理工学的知識基礎的知識/理工学的知識

20℃,200 g の水を 600 W のヒータで加熱したとき,水温が 80℃ になるまでにかかる時間はおよそ何秒か。ただし,水の比熱を 4.2 J/(g・℃)とする。

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正解: 2

正答

2

この問題のポイント

水が得る熱量を求め、ヒータの電力で加熱時間へ換算します。

解説

温度上昇は80 − 20 = 60℃です。熱損失を無視します。

公式:Q = m c ΔT、t = Q/P
単位:m = 200 g、c = 4.2 J/(g・℃)、ΔT = 60℃、P = 600 J/s
代入:Q = 200 × 4.2 × 60 J = 50400 J
計算:t = 50400 J ÷ 600 J/s = 84 s ≈ 85 s
したがって選択肢2です。

選択肢の確認

1.20
誤り。
20 sでは600 Wが与える熱量は12000 Jで、必要熱量50400 Jに足りません。

2.85
正しい。
必要熱量を600 Wで割ると84 sとなり、およそ85 sです。

3.120
誤り。
120 sは必要時間より長く、比熱計算と一致しません。

4.410
誤り。
410 sは温度差や単位を誤った値です。

5.500
誤り。
500 sも必要熱量50400 Jと600 Wから得られる値ではありません。

覚えるポイント

加熱問題は Q = mcΔT、P = Q/t。WはJ/sです。

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