問題質量200 kgの鋼材を電気炉で20 ℃から820 ℃まで加熱する。鋼材の比熱を0.5 kJ/(kg·K)、炉が電力量のうち鋼材の加熱に利用する割合(加熱効率)を50 %とするとき、必要な電力量はおよそいくらか。ただし1 kWh=3,600 kJとする。
- a44.4 kWh
- b22.2 kWh
- c11.1 kWh
- d88.9 kWh
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正解:a. 44.4 kWh
正解は「44.4 kWh」。鋼材が必要とする熱量は200×0.5×(820−20)=80,000 kJである。kWhに直すと80,000÷3,600≒22.2 kWhで、加熱効率50 %を考慮すると、必要な電力量は22.2÷0.5≒44.4 kWhとなる。「22.2 kWh」は誤り。効率を考えていない、鋼材が受け取る熱量そのものである。「11.1 kWh」は誤り。効率を割らずに掛けた値で、実際に必要な電力量は有効熱量より大きくなる。「88.9 kWh」は誤り。効率で2回割った(22.2÷0.5÷0.5)値で、効率を二重に考慮している。
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