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照明と電熱 ミニテスト【第3回】

照明と電熱」のミニテスト第3回(全5問)です。

照明と電熱 ミニテスト

第1回 第2回 第3回

テストの使い方

まず自分で答えを考えてから「解答を見る」をタップしてください。間違えた問題は解説記事に戻って確認すると効果的です。

第1問

効率 80 %の 2 kW ヒーターで 10 kg の水を 20°C 上昇させる時間 [s] はどれか。水の比熱 4.2 kJ/(kg·K)。

(1)336
(2)420
(3)525
(4)630
(5)840

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正解:(3)525
Q = 10 × 4.2 × 20 = 840 kJ
有効電力 = 2 × 0.8 = 1.6 kW
t = 840/1.6 = 525 s

第2問

光度 500 cd の点光源。高さ h = 2 m、鉛直角 θ = 60° の水平面照度 [lx] に最も近いものはどれか。

(1)7.8
(2)15.6
(3)31.3
(4)62.5
(5)125

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正解:(2)15.6
Eh = I cos³θ/h² = 500 × cos³60°/2² = 500 × 0.125/4 = 15.6 lx

第3問

照度に直接影響しないものはどれか。

(1)光源の光度
(2)光源からの距離
(3)入射角
(4)光源の色温度
(5)光源の数

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正解:(4)光源の色温度
色温度は光の色味(暖色・寒色)を表す指標で、照度(明るさ)には影響しません。照度に影響するのは光度・距離・角度・光源数です。

第4問

1 cal は約何 J か。

(1)1.0
(2)2.4
(3)4.2
(4)9.8
(5)100

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正解:(3)4.2
1 cal = 4.186 ≈ 4.2 J。水 1 g を 1°C 上げるのに必要な熱量が 1 cal です。

第5問

点光源による水平面照度が最大になるのはどの位置か。

(1)光源から最も遠い位置
(2)鉛直角 45° の位置
(3)鉛直角 60° の位置
(4)光源の真下(θ = 0°)
(5)どの位置でも同じ

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正解:(4)光源の真下(θ = 0°)
Eh = I cos³θ/h² で、cos0° = 1 が最大なので真下で照度が最大になります。θ が大きくなるほど cos³θ が急速に小さくなります。

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