ごはんを炊くのとパスタを茹でるのとの効率性

質問

物理学のカテゴリなのに不似合いなタイトルでごめんなさい。
よろしくお願いします。

ご飯を炊くとき、電力を使い
およそ、一回の炊飯で、100～200Wh使うそうです。
1KWは21円なので、一回で2~4円です。
http://www.tepco.co.jp/e-rates/custom/shiryou/tanka/dentou-j.html
1Wh=3.60×103Jらしいので、
100Wh=37080J=370KJとなります。

パスタを茹でるときは、LPガスを使い、
x立方メートルのLPガスを使い、
1立方メートルの熱量は、100MJだそうです。
必要な熱量は、2Lの水を100度まで10分間温めつづける量です。
パスタ(小麦粉)の比熱やなべの加熱分や周りに広がる熱や光を概算して
3L分で計算して
3000mlを80度分加熱するので、
240000cal=240Kcalになります。
1Kcal=4.2KJ
240Kcal=1MJ
LPガスは1立方メートルあたり500円なので、
http://www.tottorigas.co.jp/price/lpg/index.html
5円になります。

これで計算は正しいのでしょうか。
実際計算してみたら、
ほとんど同じっていう、世の中うまく出来てるんだなって結論かもしれないのですが、
そこはそれ、自分で計算してみると納得できるというかｗ

文系を言い訳にはしませんが、物理の基礎を知らないので、
計算や環境に考慮した計算に自信がありません。
ほかにももっと重大な要因を見落としているかもしれません。
よろしくおねがいします。

回答No.1

osamuy · ベストアンサー

電子レンジでパスタをゆでる方法だと、500Wで1人前が12分かかるぐらいなので、
500*12/60=100Wh

電気だけなので、こっちのほうが比較しやすいかも。

お礼

回答ありがとうございました。
電気だけだと比べやすいですね。
確かエネルギー量/\だと換算すると、
オール電化にしたほう安いとか聞きますし。
電子レンジだと、使用する水がかなり少ないので、
その分お得なんですね。

回答No.3

mtaka2

> 1Wh=3.60×103Jらしいので、
> 100Wh=37080J=370KJとなります。
ここ、計算間違えてます。「×103」ではなく、「×10(上付数字で3)」です。
1Wh=3.60かける10の3乗ジュール=3.6×1000J=3600J
100Whはこの100倍で360000J=360kJ
理系的な計算では、有効数字を明らかにするために、この様な表記をすることがよくあります。
同じ3600という数値でも、「3.60×10^3」という表現では有効数字3桁で、「3.6×10^3」なら2桁、「3.60000×10^3」だと有効数字6桁であることがわかります。これが「3600」って表記だと、有効数字が何桁なのかがわかりません。

> 必要な熱量は、2Lの水を100度まで10分間温めつづける量です。
水が100度のお湯で沸騰しないギリギリになったとこで終わりなら、それでいいのですが、
「10分間温めつづける」が計算に入ってませんし、
沸騰している時点で、水はそれ以上の熱量を得ています。
1g(1ml)の水を1度上昇させるのには1calしか要りませんので、20度→80度ではたったの80calですが、
100度の液体の水1gを、100度の水蒸気にするには、540cal必要です。

また、ガスコンロの場合、熱効率はかなり悪いです。せいぜい50%前後。ガスが燃焼して出た熱の半分は無駄にしてられます。

以下、大雑把な計算ですが、
・沸騰するまで
　2リットルの水を20度から100度にするのに必要な熱量は2000×80=160,000cal=160kcal。
　熱効率を50%とすると、ガスの出した熱量は 320kcal=1300kJ。
　(ここは火を弱くしても強くしても、ガスの消費量は変わらない)

・沸騰し始めてから麺を投入して10分間
　普通のガスコンロ出力は2000kcal/hぐらいですから、
　10分間で330kcal=1400kJ
　(ここは、沸騰するぎりぎりにまで火力を下げれば、ガスの消費量を減らすことはできる)

両方合わせると、パスタをゆでるのにガスが使う熱量は2700kJ
ガスの量は0.027立方メートルで14円ってところでしょうか。
麺をゆでる間も強火で計算しましたが、ここを700kcal/hぐらいの弱火にしたら、トータル9円ぐらいになります。

お礼

回答ありがとうございます。
水蒸気になる分のエネルギーを計算していませんでした。
540calも持ってゆくとは驚きです。助かります。
ガスコンロで茹でるのって、ロスも多く、
すごい熱量使ってるんですね。

せっかくガスのままであるのだから、燃やして発電してまた熱にするなんて、無駄なはずなのですが、
発電所の大規模さだとやはり有利なんですかねえ。。

詳しい説明ありがとうございました。

回答No.2

ultra1long

ガスコンロの効率を入れる必要があります。
また、電気炊飯器の炊き方によって消費電力に差がありますし、それぞれの量を規定しないと正しい比較が出来ないでしょう。

水3Lを25℃から100℃まであげる熱量は、
3kcal x (100-25) = 225kcal = 225 x 4.19 = 943kJ
です。

一方、LPガスの熱量は、99.1MJ/m3です。
ガスコンロの効率を50%とすれば、得られる熱量は、
99.1MJ/m3 x 0.5 = 49.6MJ/m3
よって、その水を沸かすには、
943kJ÷49.6MJ/m3 = 0.019m3
のLPガスが必要です。
1m3当たり500円とすれば、
0.019m3 x 500円/m3 = 9.5円
となります。
ただし、茹でる時間のガスは含んでいません。

なお、電気：1kWh=3.6MJです。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%AF%E3%83%83%E3%83%88
つまり、1Wh=3.6x10^3=3.6kJですので、100Wh=360kJとなります。

また、３合の米を1回炊飯するための消費電力量は、
http://www.kokusen.go.jp/pdf/n-20010306_1.pdf
を参考にすると、180Wh～270Whのようです。仮に平均すれば、230Whでしょうか。
電気料金を1kWh22円とすれば、
230Wh x 22円/kWh = 5.1円
となります。

以上の条件であれば、炊飯の方が安いという結果です。

お礼

回答ありがとうございます。
事細かにレポートされたpdfはよくわかりました。
１合炊きを想定していたのですが、
３合=150g*3=450gなので、
450gのパスタをなべで茹でるには、
5Lくらい必要かもしれません。
炊飯器のほうが優勢なようですね。ありがとうございます。