初歩 熱量を求める

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電気工事士の試験でよく出題される熱量のイメージ写真です。

熱量は、1Kw=3.6x105J=860kcalの公式で

電気工事士の筆記試験の際に、重要度の高い項目の一つです。よく出題されますので、公式を暗記して、応用問題にも対応できるようにしておきましょう。




熱量を求める

カロリーやジュールはその定義が大事です。カロリーの元々の定義は、1グラムの水の温度を1度あげるのに必要な熱量です。1カロリー=4.186 ジュールであり、その式を変形したので1ジュール=0.24カロリーです。1ジュールは、1ワットの仕事率を、1秒間行った時の仕事です。1WS =1ジュール=0.24カロリーの関係になります。

ジュールの計算

参考書に下記のような公式を見ることがありますね。
1KW=3.6x105J=860kcal
結局1kWhは860kcalという結論なんですが、その間のJ(ジュール)の意味があまり把握できませんでした。それは1WS=1ジュールなので、1kWhは何ジュールかを計算しているだけでした。

1kは1,000で、hは60秒かける60分(3,600)なので 3,600,000Jとなり それをゼロの数が多いので、指数を使っているだけでした。
検算すると、1ジュール=0.24カロリーより、1:0.24=3,600,000: 「求めるカロリー」となり、「求めるカロリー」は、0.24x3,600,000=864,000calとなります。
これを kcal に直すため、1,000で割っています。

公式と前述の計算では、4,000カロリーの誤差があります。これは1ジュールを0.24で計算してあるためで、正確には1ジュール=0.23889154・・・となり、この数値を求めるカロリーの 式に入れてやれば、限りなく860,000calに近づきます。

結局
1WS =1ジュール=0.24カロリー
1kWh=3.6x105J=860kcal

この二式は同じもので、単位の違いだけでした。

例題

5kwの電熱器を、20分使用した時の、発生する熱量は何キロカロリーですか

とあれば1kwは860kcalですので、860x5x(20分/60分)=1433.3・・・kcalとなります。

一方、Kの単位を外して考えることもできます。

1wsはおおよそ0.24カロリー、5kwは5,000w、20分間は60秒x20
以上の条件により
0.24x5,000x60x20となり求めるカロリーは、1440,000カロリーとなります。
これを何kcalと聞いていますので、1,000で割ってやれば、1,440kcalの答えが出ます。

単位がゴチャ混ぜの出題の時には、単位を統一してから計算をしてください。

カロリーの言葉は日常的に使われていますが、ジュールの言葉はほとんど使われていないようですね。





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