建築設備士 第一次試験(学科) 建築設備 練習問題 第37問: 瞬間湯沸器で、15℃の水を40℃に加熱し、毎分12Lの湯を連続して出湯させる。このときに必要な加熱能力に最も近い値はどれか。ただし、水の密度は1.0kg/L、比
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第37問
瞬間湯沸器で、15℃の水を40℃に加熱し、毎分12Lの湯を連続して出湯させる。このときに必要な加熱能力に最も近い値はどれか。ただし、水の密度は1.0kg/L、比熱は4.186kJ/(kg·K)とし、熱損失は考えないものとする。
解答と解説を先に見る
先に見ると、この問題は今回は育ちません。
正解: 2. 約20.9kW
「約20.9kW」が最も近い値です。加熱能力(単位時間に水へ与える熱量)は、質量流量×比熱×温度差で求めます。
質量流量は12L/min×1.0kg/L÷60s/min=0.2kg/s、温度差は40℃−15℃=25Kなので、加熱能力=0.2kg/s×4.186kJ/(kg·K)×25K=20.93kJ/s≒20.9kWです(1kJ/s=1kW)。「約1,256kW」は、毎分の流量12kg/minを秒あたりに直さず、12×4.186×25=1,255.8と計算した値で、kJ/minをkWと取り違えています。
「約33.5kW」は、温度差の代わりに出湯温度40℃をそのまま使った値(0.2×4.186×40=33.49)です。加熱に要るのは給水温度から上げる分だけです。
「約5.0kW」は、比熱を1として0.2×1×25=5.0とした値です。比熱1は1kcal/(kg·K)の数値なので、この5.0の単位はkcal/sであり、kWではありません。
加熱能力は、秒あたりの質量流量に比熱と、出湯温度と給水温度の差を掛けて求めます。
関連キーワード: 給湯設備・加熱能力・熱量計算・比熱
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