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600W의 전열기로서 3ℓ의 물을 15℃로부터 100℃까지 가열하는데 … | [전기공사산업기사 필기] 18년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[전기공사산업기사 필기] 18년 1회차
600W의 전열기로서 3ℓ의 물을 15℃로부터 100℃까지 가열하는데 필요한 시간은 약 몇 분인가? (단, 전열기의 발생 열은 모두 물의 온도상승에 사용되고 물의 증발은 없다.)
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해설

물의 가열에 필요한 열량을 구한 후 전열기의 전력으로 나누어 시간을 계산한다.

물의 비열용량 공식
Q=mcΔTQ = mc\Delta T
에서, 물의 질량 m=3 kg(3ℓ)m = 3\text{ kg}(3\text{ℓ}), 비열 c=4200 J/(kg\cdotp℃)c = 4200\text{ J/(kg·℃)}, 온도차 ΔT=100−15=85℃\Delta T = 100 - 15 = 85\text{℃}이므로
Q=3×4200×85=1,071,000 JQ = 3 \times 4200 \times 85 = 1,071,000\text{ J}
이다.

전열기의 전력이 P=600 WP = 600\text{ W}이므로, 필요한 시간은
t=QP=1,071,000600=1,785 st = \frac{Q}{P} = \frac{1,071,000}{600} = 1,785\text{ s}
이다. 이를 분 단위로 변환하면
t=1,78560=29.75 분≈t = \frac{1,785}{60} = 29.75\text{ 분} \approx
이다.

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