第34回 臨床工学技士国家試験 午前 第49問
電気工学第34回午前
第34回 臨床工学技士国家試験 午前 第49問(電気工学)の正答は 1 です。ジュール熱 Q=I²Rt=1²×42×10=420J。
問題
20℃の水100 g が入った保温ポットに電気抵抗42 X のニクロム線を入れ て直流1 A を10 秒間通電した。水の温度上昇[℃]はどれか。 ただし、比熱を4.2 J・g -1・K -1 とする。
- 1. 1.0 ✓
- 2. 4.2
- 3. 10
- 4. 18
- 5. 42
正答:1番
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解説
■ 正答:1番 — 1.0
ジュール熱 Q=I²Rt=1²×42×10=420J。温度上昇 ΔT=Q/(m・c)=420/(100×4.2)=1.0℃。よって正答は1番。
【各選択肢の解説】
1. 1.0
→ ✅正しい。Q=420J、m・c=100×4.2=420J/K、ΔT=1.0℃。
2. 4.2
→ ❌誤り。比熱値そのもので計算過程が合わない。
3. 10
→ ❌誤り。桁が合わない。
4. 18
→ ❌誤り。
5. 42
→ ❌誤り。抵抗値そのもので、熱量計算とは無関係。
【試験対策ポイント】
ジュール熱 Q=I²Rt=VIt=(V²/R)t〔J〕。熱量と温度上昇 Q=m・c・ΔT(m:質量g、c:比熱J/(g・K))。本問は Q=I²Rt→ΔT=Q/(mc) の2段構え。単位を J で統一(1cal≒4.2J)。1A×42Ω×10s で420J、水100gの熱容量420J/Kちょうどで1℃上昇、という綺麗な設定。
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