第31回 臨床工学技士国家試験 午後 第47問
医用機械工学第31回午後
第31回 臨床工学技士国家試験 午後 第47問(医用機械工学)の正答は 2 です。水を温める熱量は Q=mcΔT、電熱器が1秒に出す熱は P[W=J/s]なので、時間は t=Q/P で求まる。
問題
出力500 W の電熱器で、20 ℃の水100 g を温めたとき、60 ℃になるまでのおよその時間[s]はどれか。
ただし、電熱器の出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、4.2×10³ J/(kg・K)とする。
- 1. 17
- 2. 34 ✓
- 3. 50
- 4. 67
- 5. 84
正答:2番
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この問題の正答率(MEカコモン利用者の実データ)
初回正答率 61.5%参考値
13人の初回解答から算出(2026年10月21日時点)。母数が少ないため参考値です
同じ利用者の2回目以降の解答は除外しています(再挑戦を含めると正答率は実力より高く出るため)。国家試験の公式発表値ではなく、MEカコモンで実際に解かれた記録にもとづく数値です。
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解説
■ 正答:2番 — 34
水を温める熱量は Q=mcΔT、電熱器が1秒に出す熱は P[W=J/s]なので、時間は t=Q/P で求まる。単位はkgにそろえる。
計算:
- m=100 g=0.1 kg、c=4.2×10³ J/(kg·K)、ΔT=60−20=40 K
- Q=0.1×4.2×10³×40=16,800 J
- t=16,800 J÷500 W=33.6 s ≒ 34 s
【各選択肢の解説】
1. 17
❌ 誤り。ΔTを20 Kとした値(16.8 s)。正しくは温度差は60−20=40 Kで34 s。
❌ 誤り。ΔTを20 Kとした値(16.8 s)。正しくは温度差は60−20=40 Kで34 s。
2. 34
✅ 正しい(=正答)。16,800 J÷500 J/s=33.6 s。
✅ 正しい(=正答)。16,800 J÷500 J/s=33.6 s。
3. 50
❌ 誤り。ΔTを60 K(0 ℃から60 ℃)とした値(50.4 s)。正しくはΔT=40 Kで34 s。
❌ 誤り。ΔTを60 K(0 ℃から60 ℃)とした値(50.4 s)。正しくはΔT=40 Kで34 s。
4. 67
❌ 誤り。ΔTを80 K(20+60)とした値(67.2 s)。正しくはΔT=40 Kで34 s。
❌ 誤り。ΔTを80 K(20+60)とした値(67.2 s)。正しくはΔT=40 Kで34 s。
5. 84
❌ 誤り。ΔTを100 Kとした値(84 s)。正しくはΔT=40 Kで34 s。
❌ 誤り。ΔTを100 Kとした値(84 s)。正しくはΔT=40 Kで34 s。
【試験対策ポイント】
- 熱量 Q=mcΔT、時間 t=Q/P(1 W=1 J/s)
- 水の比熱 4.2×10³ J/(kg·K)=4.2 J/(g·K)
- 温度差は「後−前」。質量の単位(gとkg)をそろえる
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