消費電力800Wの電気ポットに20℃の水を500g入れ、100℃にするには何秒かかるかを求める問題です。ただし、消費電力はすべて水の温度上昇に使われるものとし、水の比熱は4.2 J/g・Kとします。答えは(1) × 10^(2) sの形で求め、有効数字は2桁とします。
2025/3/27
1. 問題の内容
消費電力800Wの電気ポットに20℃の水を500g入れ、100℃にするには何秒かかるかを求める問題です。ただし、消費電力はすべて水の温度上昇に使われるものとし、水の比熱は4.2 J/g・Kとします。答えは(1) × 10^(2) sの形で求め、有効数字は2桁とします。
2. 解き方の手順
まず、水の温度を上昇させるために必要な熱量を計算します。熱量 は以下の式で求められます。
ここで、 は水の質量 (500g)、 は水の比熱 (4.2 J/g・K)、 は温度変化 (100℃ - 20℃ = 80℃) です。
次に、電気ポットの消費電力(800W)を使って、この熱量を供給するのにかかる時間を計算します。電力 (W) は単位時間あたりに供給されるエネルギー (J) なので、時間 (秒) は以下の式で求められます。
最後に、答えを(1)×10^(2)の形にするために、計算結果を書き換えます。
3. 最終的な答え
(1) 2.1
(2) 2