第三種電気主任技術者（電験三種） 過去問
令和7年度（2025年）上期
問62 (機械 問17（b）)

この問題を解くためには、
「熱量J=電力W×時間T」を用いて計算します。
比熱と温度上昇による必要熱量、熱効率、電力と時間の関係を用いる計算問題です。
0℃の水5kgを50℃まで加熱するのに必要な熱量Qは
Q=比熱4.1[kJ/(kg・K)]×水5[kg]×温度上昇50[K]=1050[kJ]となります。
電熱装置の熱効率は70％なので、1050[kJ]=1.7[kW]×時間T[s]×0.7となります。
よって、要する時間はTはT[s]=1050[kJ]/1.7[kW]/0.7≒882[s]≒15[min]となります。

物質に熱を与える際に必要な熱量は、
固体・液体・気体の状態変化を起こさず、状態を保ったまま熱量を受け取る際の「顕熱」と
状態が変わる際に受け取る「潜熱」があります。
「顕熱」の計算には、（その物質・状態毎の）比熱を用いて計算します。
また、「潜熱」に関しては物質ごと・変化する状態ごとに必要な熱量が決まっています。
固体→液体　の融解熱、液体→気体　の蒸発熱などです。

本問では、「0°Cの水 5kg を 50°Cにする場合」なので、すべて状態変化しない、顕熱で計算します。

0°Cの水 5kg を 50°Cにする場合、
4.2[kJ/(kg・K)] × 5 [kg] × 50 [K] = 1050 [kJ] の熱量を必要とします。

1[J] = 1 [Ws] であり、1[kJ] = 1 [kWs]なので、

電熱装置から水に伝わるエネルギーは、かける時間をT [s]とすると、

1.7[kW] × T[s] × 0.7 = 1050 [kJ] となります。
この式をTについて解くと、

T[s] ≒ 882.35 [s] ≒ 14.7 [min]

となります。