2004년05월23일 1번
[전기응용 및 공사재료] 15[℃]의 물 4[ℓ ]을 용기에 넣고 1[kW]의 전열기로 가열하여 90[℃]로 하는데 30분이 소요되었다. 이 장치의 효율은 약 몇[%]인가?
- ① 90
- ② 70
- ③ 50
- ④ 30
(정답률: 77%)
문제 해설
전열기의 소비전력은 1[kW]이므로, 30분 동안의 전력 소비량은 1[kW] × 0.5[h] = 0.5[kWh]이다.
물의 비열은 1[g]당 1[℃]의 온도 상승에 필요한 열량이다. 물의 비열은 1[℃]당 1[kcal/kg]이므로, 15℃에서 90℃로 가열하기 위해 필요한 열량은 다음과 같다.
Q = 물의 질량 × 물의 비열 × 온도 상승량
= 4[kg] × 1[kcal/kg℃] × (90℃ - 15℃)
= 280[kcal]
1[kWh]는 860[kcal]이므로, 전열기가 소비한 전력으로 물을 가열하기 위해 필요한 열량은 다음과 같다.
W = 0.5[kWh] × 860[kcal/kWh] = 430[kcal]
따라서, 전열기의 효율은 다음과 같다.
효율 = (물을 가열하기 위해 사용한 열량) ÷ (전열기가 소비한 전력) × 100%
= (280[kcal]) ÷ (430[kcal]) × 100%
≈ 65.1%
따라서, 보기에서 가장 가까운 값인 "70"이 정답이다.
물의 비열은 1[g]당 1[℃]의 온도 상승에 필요한 열량이다. 물의 비열은 1[℃]당 1[kcal/kg]이므로, 15℃에서 90℃로 가열하기 위해 필요한 열량은 다음과 같다.
Q = 물의 질량 × 물의 비열 × 온도 상승량
= 4[kg] × 1[kcal/kg℃] × (90℃ - 15℃)
= 280[kcal]
1[kWh]는 860[kcal]이므로, 전열기가 소비한 전력으로 물을 가열하기 위해 필요한 열량은 다음과 같다.
W = 0.5[kWh] × 860[kcal/kWh] = 430[kcal]
따라서, 전열기의 효율은 다음과 같다.
효율 = (물을 가열하기 위해 사용한 열량) ÷ (전열기가 소비한 전력) × 100%
= (280[kcal]) ÷ (430[kcal]) × 100%
≈ 65.1%
따라서, 보기에서 가장 가까운 값인 "70"이 정답이다.
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진행 상황
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