【過去問解説#012】電力量と発熱量は「単位の階段」を降りるだけ
ミリア
電力量・発熱量の問題は、換算の階段を1段(1kWh=3600kJ)降りられれば正解できる。式もオームの法則ファミリーだけ。今日で「熱」を武器にしよう⚡
登場人物は3人だけ
| 量 | 式 | 単位 |
|---|---|---|
| 電力 P | P = V × I | W(ワット) |
| 電力量 W | W = P × t | Wh または kWh |
| 熱量 Q | Q = P × t | J(ジュール)、kJ |
同じ「P×t」でも、時間を「時間(h)」で数えればWh、秒(s)で数えればJになります。
そして換算の階段:
1kWh = 1000W × 3600秒 = 3,600,000J = 3600kJ
「1kWhは3600kJ」——この1行が全てです。
定番パターンを解く
// 第二種電気工事士 学科 頻出パターン
電熱器を100Vで使用したとき、10Aの電流が流れた。この電熱器を1時間30分使用したときの発熱量は何kJか。
- 1500kJ
- 3600kJ
- 5400kJ
- 9000kJ
ミリア
手順は3歩。①P=V×Iで電力 ②kWh(P×時間)で電力量 ③3600を掛けてkJへ。階段を1段ずつね。
▶ 答えを見る
正解: 3番(5400kJ)
- P = 100V × 10A = 1000W = 1kW
- 電力量 = 1kW × 1.5h = 1.5kWh
- 1.5kWh × 3600 = 5400kJ
選択肢の3600kJは「1時間ぶんで止めた人」、9000kJは「2.5時間と読み違えた人」用のワナ。時間の1.5倍を最後まで持っていくのがコツです。
水を温める応用パターン
もう一歩進んだ年は「水の温度上昇」まで聞いてきます。これも1行:
水1L(1kg)を1℃上げるのに必要な熱量 ≒ 4.2kJ
例:水20Lを20℃から100℃へ(80℃上昇)→ 4.2 × 20 × 80 = 6720kJ。「4.2 × リットル × 上げたい℃」の掛け算だけです(熱効率が与えられたら最後に割る)。
ミリア
「3600」と「4.2」。数字ふたつをポケットに入れておけば、熱の問題は全部レジ打ちみたいに処理できるよ⚡