| Studio HAIYAMA | ||||||
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| ００７／ 電熱器で風呂が沸かない理由 所要エネルギーの計算練習題として、電気で、そして太陽熱で風呂を沸かしてみると意外な事実が－。熱量をカロリーで計算している限り、このような例題すら思いつかない。熱量の単位は今やWhです。 |
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| 問１．200リットルの浴槽で水温12℃の水道水を42℃まで熱するに必要な熱量を求めよ。 1リットルの水を１℃上昇するに必要な熱量は１Ｋｃａｌだから、上記所要熱量は １（Ｋｃａｌ／リットル・℃）×200リットル×（42－12）℃＝6000Ｋｃａｌ 1 Wh=0.86Kcal ，1 KWh=.860Kcal なので 所要熱量=6000Kcal／860（Kcal／KWh）=7KWh・・・それで？ 問２．以上の熱量を発する電熱器の出力（1sec当たりの仕事効率）とアンペア（A）を求めよ 7KWh／ｈ=7KW （=7000W=7000VA） 家庭電力は100Ｖだから 7000VAI／100V=70A 壁付きコンセントの容量は15A、それで使える電熱器の出力は1KWプラス（100V×10Aプラス）。したがって、電熱器では絶対に風呂は沸かせません。 省エネ論議で見過ごされているのが日本人の風呂好き、湯水を湯水のように使いたければユワイターを使え。そこで－ 問３．日射量を800Wh/㎡、ユワイターの器具効率を50%とするとき、以上の風呂をやはり1時間で沸かすには、いくらの広さのユワイターが必要か。 7000W／400（W／㎡）=18㎡ ・・・3m×6mの巨大なユワイター。貯湯槽を使って時間をかければ（普通はそうしている）小型でも可。 ■電力会社のために一言 電熱器を使ってはダメ、効かない、電気代がもったいない。ヒートポンプを使えば4倍の熱効率が得られ、これなら風呂でも沸きます。電気温水器は今やエコキュート、洗たく乾燥機もようやくヒートポンプ型へ。今後は電熱器暖房にもいくらか利点がある輻射暖房のヒートポンプ化が待たれます。 P.S. ヨーロッパ旅行で安い宿（家庭的な宿）に泊ると、シャワーの熱源は決まって、設備コストの安い電気瞬間湯沸かし器。電圧が200V超なので何とか使いものになります。ただし長々と湯を流すことになるので、必ずしも節電になっていません。 |
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| ＊単位換算ノート | ||||||
| 力・仕事・エネルギー単位換算ノート ●仕事率W ワット １秒間に１ジュールＪするの仕事をする割合、仕事率 （J／sec） １kWの仕事率で１時間にする仕事量を１kWh（キロワット時）という １kWh=1000W×3600sec=3.6×106J ●仕事量J ジュール １ニュートンNの力が働いて物体を１m移動させたときの仕事量を１Jという １J＝１Nm ●力 N ニュートン 質量１kgの物体に加速度１m／sec2を与える力（kgm／sec2）を１Nという 毎秒毎秒速度が１m/sec早くなると 10sec後の速度は１m／sec2×10sec＝10m／sec 重力の加速度g（ジー）は9.8m／sec2 ●質量mkgの物体がvの速度で移動しているときの運動エネルギーは mv2／2 J （=kgm2/sec2=Nm 、仕事量の単位と同じ） ●質量mkgの物体を高さhだけ持ち上げるに必要な位置のエネルギーは mgh J （=kg×9.8m／sec2×m＝9.8 kgm2/sec2=9.8Nm） ●熱エネルギー カロリーとの換算 1cal ＝4.2 J 1 J ＝0.24 cal 1 Wh=1J/sec×3600sec=0.24cal/sec×3600sec=864cal=0.86Kcal |
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