第三種電気主任技術者（電験三種） 過去問
令和8年度（2026年）上期
問61 (機械 問17（a）)

正しい選択肢は「173×10³」です。

この問題は、水分を含んだ木材を加熱して乾燥させるために必要な全熱量を求める計算問題です。

木材を乾燥させるには、木材と水分の温度を上げるだけでなく、水分を蒸発させるための熱も必要です。

そのため、次の3つの熱量を合計して求めます。

・木材を20℃から100℃まで温める熱量

・木材に含まれる水分を20℃から100℃まで温める熱量

・水分の一部を蒸発させる熱量

計算手順

＜乾燥した木材の質量を求める＞

木材全体の質量は100kgで、そのうち水分が70kg含まれています。

したがって、完全に乾燥した状態の木材の質量は、

100－70＝30kg

となります。

乾燥した木材の質量は30kgです。

＜蒸発させる水分の質量を求める＞

最初の水分量は70kgで、乾燥後は5kgにします。

したがって、蒸発させる水分の質量は、

70－5＝65kg

となります。

蒸発させる水分の質量は65kgです。

＜木材を温める熱量を求める＞

物体の温度を上げるために必要な熱量Qは、次の式で求められます。

Q＝mcΔT

ここで、

・Q：熱量［kJ］

・m：質量［kg］

・c：比熱［kJ／（kg・K）］

・ΔT：温度変化［K］

です。

木材の比熱は1.25kJ／（kg・K）、温度変化は100－20＝80Kです。

したがって、

Q₁＝30×1.25×80

＝3000kJ

となります。

＜水分を温める熱量を求める＞

次に、木材に含まれる水分70kgを20℃から100℃まで温めます。

水の比熱は4.19kJ／（kg・K）なので、

Q₂＝70×4.19×80

＝23464kJ

となります。

ここでは、最終的に木材に残る5kgの水分も含めて、最初の70kgすべてを温めます。

＜水分を蒸発させる熱量を求める＞

水を100℃で蒸発させるときには、温度を上げるための熱とは別に、蒸発潜熱が必要です。

蒸発潜熱とは、水が水蒸気に変わるために必要な熱量のことです。

蒸発に必要な熱量Q₃は、次の式で求められます。

Q₃＝mL

ここで、

・m：蒸発させる水分の質量＝65kg

・L：水の蒸発潜熱＝2.26×10³kJ／kg

です。

公式に代入すると、

Q₃＝65×2.26×10³

＝65×2260

＝146900kJ

となります。

＜乾燥に必要な全熱量を求める＞

全熱量Qは、3つの熱量を合計して求めます。

Q＝Q₁＋Q₂＋Q₃

＝3000＋23464＋146900

＝173364kJ

＝173.364×10³kJ

≒173×10³kJ

したがって、最も近い値は「173×10³」です。