第二種電気工事士　学科編

令和３年度　下期　第二種電気工事士試験　筆記試験　午前　問３

問３　消費電力が300Wの電熱器を、２時間使用したときの発熱量［kJ］は。

解説

〇　解くのに必要な知識

・　発熱量ジュール［Ｊ］はＭＫＳ単位系である。

ＭＫＳ単位系とは、長さのメートル［m］、質量のキログラム［kg］、時間の秒［s］を基本単位としている。

・　力の単位は、ニュートン［N］であるが、これをMKS単位で表すと、kg･m/s²となり、これは質量と加速度の積となっている。

・　仕事、熱量の単位

仕事、熱量の単位は同じで、ジュール［Ｊ］である。MKS単位で表すと、kg･m²/s²となり、力に長さ［m］を掛けたものになっている。物体に力を加えてどれくらい動かしたかという量になっている。

また、仕事と熱量は等価であり、それぞれ変換できる。蒸気機関車は、熱量を仕事に変換している。自転車や自動車のブレーキは仕事を熱量に変換している。

・　仕事率、電力の単位

仕事率、電力の単位は同じで、ワット［Ｗ］である。MKS単位で表すと、kg･m²/s²となり、仕事、熱量を時間［s］で割ったものになっている。つまり、1秒間にどれくらい仕事をするか、どれくらいの熱量が発生するかというものである。

〇　解き方

結局、電力［W］に時間［s］をかければ解答に辿り着く。

〇　実際の解き方

この問題、解答は［kJ］で求めるようになっている。1kJ=1000Ｊなので、消費電力が300Wになっていて、選択肢の最も小さい値が600kＪ=600000Ｊとなっているので、少なくとも2000以上の数値を掛けることになる。

300W以外の情報は「2時間」しかない。２時間で2000以上となれば、2時間を秒に変換して、7200秒をかけるぐらいしかないのではないだろうか。