
A 回答 (3件)
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No.3
- 回答日時:
まず、単位を統一します。
1kcal(th)=4.184kJですので、計算式は次のようになります。
180[kg]×4.184[kJ/kg K]×(40.0[℃]-30.0[℃])/12.0[kJ/s] = 627.6[s]
ですから、約10分です。
なお、JIS S2109:2019 等で浴槽水量を180kgにしているのは、元になった規格が制定された当時の浴槽は、800サイズや900サイズの小さい物が多かったので、それを引き継いでいるだけで、今どきのお風呂なら200~250L張ったほうが快適です。
No.2
- 回答日時:
>生体力学の問題です。
いやいや、単にそういう名前の講義で出された課題というだけで、中身は「高校物理」(熱力学)の初歩の問題です。
仕事率の単位である「ワット」が
1 W = 1 J/s
であることを理解できているかどうかだけの問題。
熱の単位「cal」をまだ使っているところが昭和ですが、
1 cal = 4.1855 J
です。
(通常は 1 cal ≒ 4.2 J を使いますが、ここでは「有効数字3桁」で求めるようなので桁数を多くとりました)
従って、水の比熱は
4.1855 kJ/(Kg・K)
ということです。
これを使って、180 kg の水を 30.0 ℃ → 40.0 ℃ にするための熱量は
Q = 4.1855 [kJ/(Kg・K)] × 180[kg] × 10.0[K]
= 7533.9
≒ 7.534 × 10^3 [kJ]
この熱量を
12.0[kW] = 12.0[kJ/s]
で供給するための時間 T [s] は
7.534 × 10^3 [kJ] / 12.0[kJ/s]
= 6.2783・・・ × 10^2
≒ 6.28 × 10^2 [s]
≒ 10.5 [分]
No.1
- 回答日時:
12.0[kW]の熱源=12.0 [kJ/s]の熱源= 2.87[kcal/s]の熱源
1J=0.289cal から
水の比熱を1.00[kcal/(kg・K)] とすると
10K上げるには 10.0[kcal/(kg・K)]必要です。
180[kg]なら
1800[kcal/(kg・K)]必要になる。
よって、
1800÷2.87=627.17秒=10.5分
ただし、熱源から水への熱伝達効率を1とした。
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