熱量

熱量

電気工事士の資格試験の際に、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。

参考書に下記のような公式を見ることがありますね。

1KW=3.6x10の5乗J=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1000でhは60分かける60秒(3600)なので 3600000J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。

1ジュール=0.24カロリーより1:0.24=3600000: 求めるカロリー

求めるカロリーは0.24x3600000=864000calとなります。

これを kcal に直すため1000で割っています。

4000カロリーの誤差に気づくと思いますが、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860000calに近づきます。

結局
1WS =1ジュール=0.24カロリー

1kWh=3.6x10の5乗J=860kcal

この二式は同じものでした
単位の違いだけでした

例題として

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5000w、20分間は60秒x20
以上の条件により

0.24x5000x60x20となり求めるカロリーは、1440000カロリーとなります。
これを何kcalと聞いていますので1000で割ってやれば1440kcalの答えが出ます

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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