第一種電気工事士 過去問
令和8年度（2026年） 上期
問12 (電気応用 問3)
問題文
電熱器により2リットルの水を加熱したとき温度が10℃上昇した。この電熱器が発生した発熱量Q［kJ］は。
ただし、電熱器の熱効率は50％とする。
ただし、電熱器の熱効率は50％とする。
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問題
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第一種電気工事士試験 令和8年度（2026年） 上期 問12（電気応用 問3） （訂正依頼・報告はこちら）
電熱器により2リットルの水を加熱したとき温度が10℃上昇した。この電熱器が発生した発熱量Q［kJ］は。
ただし、電熱器の熱効率は50％とする。
ただし、電熱器の熱効率は50％とする。
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この過去問の解説 （2件）
01
電熱器で水を温めるときの発熱量は、水の量、温度の上昇、熱効率から求めることができます。
この問題では、2リットルの水を10℃上昇させるために必要な熱量を計算し、電熱器の熱効率50％を考慮します。
まず、水1gの温度を1℃上げるために必要な熱量は約4.2Jです。
水2リットルは約2,000gなので、水が受け取った熱量は、
2,000×4.2×10＝84,000J
となります。
1kJ＝1,000Jなので、
84,000÷1,000＝84kJ
です。
ただし、電熱器の熱効率は50％なので、発生した熱のうち、水を温めるために使われるのは半分だけです。
したがって、電熱器が発生した熱量Qは、
Q＝84÷0.5＝168kJ
となります。
つまり、電熱器が発生した熱量は168kJです。
この問題では、水が受け取る熱量は84kJですが、熱効率が50％であるため、電熱器が発生した熱量は168kJとなります。
熱効率が100％未満の場合は、電熱器が発生した熱の一部が周囲に逃げるため、水が受け取る熱量と電熱器が発生する熱量は異なることを覚えておきましょう。
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02
電熱器の消費した熱量(kJ＝エネルギーの単位)を求める出題です。
分野的には電験三種やエネルギー管理士試験に近い性質の出題となります。
結論だけ言ってしまうと、水の比熱は約4.2[kJ/kg]であると理解していれば、まず間違いなく正答できます。
水の比熱4.2[kJ/kg]とは、水1kg(1リットル)あたりの温度を1℃上昇させるためには、4.2kJのエネルギーが必要という意味です。それが10℃上昇し、かつ2リットル＝2kgですので、4.2 × 10 × 2 ＝ 84、電熱器の熱効率が50%ですので、84 ÷ 0.5 ＝ 168となります。
冒頭の通り、168kJが正答となります。補足ですが、比熱は温度によって変化しますので、厳密な答え方ではないのですが、この手の設問は比熱の変化を無視するのが通例ですので、試験的にはこの解釈で問題ありません。
エネルギー関係は、意外と苦手意識のある方も多い分野となります。エネルギー管理は、現場作業と直接関係し辛い為です。
本問は単位としてkJを統一的に使用しましたが、電気的にはkJ=kWとほぼ同等ですので、正答を言い換えると168kWの電力を消費した、とも言い換えられます。(ただしSI組立単位上、JとWは同じではありません。エネルギー管理士試験等では、この違いを答える設問も出題されます。)
168kWは高電圧が印加される事も多い大型設備の容量の為、電気ポット程度を想像すると意外になるかもしれません。これは、電力Wは1秒単位のエネルギーの事を言っている都合、トータルで合算した数字が肥大化しやすい為です。例えば4分(240秒)かけて加熱したと想定すると、その電力値は(168 × 1000) ÷ 240 ＝ 700Wの出力となり、一般的な電気ポットのイメージに合致するかと思います。
また、電験三種でもこの手の設問は水の比熱が問題文で提示される事が多いので、それが無い本問は計算の単純さとは裏腹に誤答率が高くなると思われます。電気工事士という意味では、本問を捨て問とする事も妥当な判断ですので、苦手意識がある場合無理に克服しようとしなくても良いかもしれません。
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