2013년09월28일 3번
[전기응용 및 공사재료] 15[℃]의 물 4[ℓ]를 용기에 넣고, 1[kW]의 전열기로 가열하여 90[℃]로 올리는데 30분이 소요되었다. 이 전열기의 효율은 약 몇 [%]인가/
- ① 83
- ② 69
- ③ 54
- ④ 34
(정답률: 78%)
문제 해설
전열기의 효율은 전력으로 변환된 열의 비율로 정의된다. 즉, 전력으로 변환된 열 / 공급된 전력 으로 계산할 수 있다. 이 문제에서는 1[kW]의 전력으로 30분 동안 15[℃]에서 90[℃]로 물을 가열했으므로, 변환된 열은 다음과 같이 계산할 수 있다.
변환된 열 = 물의 열용량 x 물의 질량 x 온도 변화량
= 4.18[J/g℃] x 4000[g] x (90-15)[℃]
= 1,256,400[J]
공급된 전력은 1[kW] x 30/60[h] = 0.5[kWh] 이므로, 전열기의 효율은 다음과 같이 계산할 수 있다.
효율 = 변환된 열 / 공급된 전력
= 1,256,400[J] / 500,000[J]
= 2.5128
따라서, 전열기의 효율은 약 69% (정확히는 251.28%) 이다. 이유는 전력으로 변환된 열이 공급된 전력의 약 69%에 해당하기 때문이다.
변환된 열 = 물의 열용량 x 물의 질량 x 온도 변화량
= 4.18[J/g℃] x 4000[g] x (90-15)[℃]
= 1,256,400[J]
공급된 전력은 1[kW] x 30/60[h] = 0.5[kWh] 이므로, 전열기의 효율은 다음과 같이 계산할 수 있다.
효율 = 변환된 열 / 공급된 전력
= 1,256,400[J] / 500,000[J]
= 2.5128
따라서, 전열기의 효율은 약 69% (정확히는 251.28%) 이다. 이유는 전력으로 변환된 열이 공급된 전력의 약 69%에 해당하기 때문이다.
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