機械 問17(a) 過去問解説

問17 消費電力 1.00 kW のヒートポンプ式電気給湯器を 6 時間運転して、温度 20.0 $^{\circ}C$、体積 $0.370 \quad \mathrm{m}^{3}$ の水を加熱した。ここで用いられているヒートポンプユニットの成績係数(COP)は 4.5 である。次の(a)及び(b)の問に答えよ。

ただし、水の比熱容量と密度は、それぞれ、$4.18 \times 10^3$ J/(kg・K) と $1.00 \times 10^3$ kg/m$^3$ とし、水の温度に関係なく一定とする。ヒートポンプ式電気給湯器の貯湯タンク、ヒートポンプユニット、配管などの加熱に必要な熱エネルギーは無視し、それらからの熱損失もないものとする。また、ヒートポンプユニットの消費電力及びCOPは、いずれも加熱の開始から終了まで一定とする。