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エネルギー管理士試験 科目Ⅰ 問題と解説 出題傾向7

エネルギー管理士科目Ⅰ

科目Ⅰエネルギー総合管理及び法規より「エネルギー情勢・政策、エネルギー概論」問題の解答と解説です。

問題2(1)過去の問題から類似問題を解説していきます。

国際単位系(SI)について

参考 ECCJ省エネルギーセンター エネルギー管理士 過去の試験問題

エネルギー情勢・政策、エネルギー概論

国際単位系(SI)

単位の名称単位記号
長さメートルm
質量キログラムkg
時間s
電流アンペアA
熱力学温度ケルビンK
物質量モルmol
光度カンデラcd
SI基本単位
組立量固有の名称記号SI基本単位及びSI組組立単位による表し方
平面角ラジアンrad
立体角ステラジアンsr
周波数ヘルツHzHz=s-1
ニュートンNN=kg・m/s2
圧力、応力パスカルPaPa=N/m2
エネルギー、仕事、熱量ジュールJJ=N・m
電力、動力ワットWW=J/s
電荷、電気量クーロンCC=A・s
電位、電位差、電圧、起電力ボルトVV=W/A
静電容量ファラドFF=C/V
電気抵抗オームΩΩ=V/A
インダクタンスヘンリーHH=Wb/A
セルシウス温度セルシウス度℃=K
光束ルーメンlmlm=cd・sr
照度ルクスlxlx=lm/m2
熱容量エントロピーJ/K㎡・kg/(s2・K)
SI組立単位

令和5年度 問題2(1)国際単位系(SI)

解説と解答

光束を求める公式 lm=cd・sr

φ(光束)=/I(光度)×Ω(立体角)

φ(光束)=I(光度)×Ω(立体角)

問題文より光度I=1(cd)、点光源から全ての方向(全球方向)の立体角Ω=4π(sr)

φ(光束)=1×4π =4π(lm)

照度を求める公式 lx=lm/m2より

E(照度)=φ(光束)/A(面積)

問題文より光束φ=3000(lm)、面積A=高さ1.5(m)×2.0(m)

E(照度)=3000/(1.5×2) =1000 =1.0×10^3(lx)

解答

ウ 4π  A 1.0×10^3  10点

令和4年度 問題2(1)国際単位系(SI)

解説と解答

W=J/s J=N・m N=kg・m/s2 3つの組立単位を使用します。

W=J/sにJ=N・mを代入します。W=N・m/s

さらにW=N・m/sにN=kg・m/s2を代入します。W=kg・m/s2・m/s

W=kg・㎡/s3

V=W/A W=J/s C=A・s 3つの組立単位を使用します。

V=W/AにW=J/sを代入します。V=J/(s・A)

V=J/(s・A)にC=A・sを代入します。 V=J/C

W=J/s V=W/A 2つの組立単位を使用します。A=1000mA V=1.5V h=1時間

1000mA=1A h=1時間=3600秒

J=W・sにW=V・Aを代入します。

J=V・A・s =1・1.5・3600 =5400(J)

解答

ウ kg・㎡/s3  カ J/C  A 5.4×10^3  15点

令和3年度 問題2(1)国際単位系(SI)

解説と解答

C=A・s

Pa=N/m2 N=kg・m/s2 2つの組立単位を使用します。

Pa=N/m2にN=kg・m/s2を代入します。

Pa=kg・m/(s2・m2) =kg/(s2・m)

Pa=kg/(m・s2) 高さ10m 水の密度1000kg/m3 重力加速度9.8m/s2

Pa(kg/(m・s2))=高さ(m)×水の密度(kg/m3)×重力加速度(m/s2) 

=(kg/(m・s2))と一致する。

=10×1000×9.8 =98000(kg/(m・s2))

解答

ア A・s  カ kg/(m・s2)  A 9.8×10^4  15点

令和2年度 問題2(1)国際単位系(SI)

解説と解答
単位の名称単位記号
長さメートルm
質量キログラムkg
時間s
電流アンペアA
熱力学温度ケルビンK
物質量モルmol
光度カンデラcd
SI基本単位

W=(kg・㎡/s3)より単位を合わせると 

質量1000(kg)×15(m)×重力加速度9.8(m/s2)/10(s)

W=14700(kg・㎡/s3)

解答

ウ 熱力学温度(ケルビン(K))  A 1.47×10^4  10点

令和元年度 問題2(1)国際単位系(SI)

解説と解答
単位の名称単位記号
長さメートルm
質量キログラムkg
時間s
アンペアA
熱力学温度ケルビンK
物質量モルmol
光度カンデラcd
SI基本単位

光束を求める公式 lm=cd・sr

φ(光束)=/I(光度)×Ω(立体角)

I(光度)=φ(光束)/Ω(立体角)

問題文より光束φ=3000(lm)、点光源から全ての方向(全球方向)の立体角Ω=4π(sr)

I(光度)=3000/4π =238(lm)

答えは四捨五入より2.4×10^2 

解答

ウ 電流(アンペア(A))  A 2.4×10^2  10点

平成30年度 問題2(1)国際単位系(SI)

解説と解答

J=N・m N=kg・m/s2 2つの組立単位を使用します。

J=N・mにN=kg・m/s2を代入します。J=m・kg・m/s2

W=kg・㎡/s2

C=A・s

V=W/A C=A・s J=W・s 3つの組立単位を使用します。

V=W/AにC=A・sを代入します。V=W/(C/s) V=W・s/C

J=W・sよりV=J/C

エントロピー J/K

解答

ケ kg・㎡/s2  ア A・s  エ J/C  オ J/K  20点

平成29年度 問題2(1)国際単位系(SI)

解説と解答

N=kg・m/s2

Ω=V/A V=W/A 2つの組立単位を使用します。

Ω=V/AにV=W/Aを代入しΩ=W/A2

V=W/A Ω=V/A 2つの組立単位を使用します。 

電圧100V 電力500W

100=500/A A=5A

Ω=100/5 =20Ω

解答

ア kg・m/s2  カ W/A2  A 2.0×10^1  15点

平成28年度 問題2(1)国際単位系(SI)

解説と解答

Pa=N/m2 N=kg・m/s2 2つの組立単位を使用します。

Pa=N/m2にN=kg・m/s2を代入します。

Pa=kg・m/(s2×m2) =kg/(s2×m)

1気圧 101325Pa 約1.0×10^5

Pa=kg/(m・s2)を使用し 水深180(m)、水の密度1000(kg/㎥)、重力加速度9.8(m/s2) 単位を合わせます。

Pa=1000(kg/㎥)×180(m)×9.8(m/s2)

=1764000(kg/(m・s2))

これに標準気圧である1気圧101325(kg/(m・s2))を加えます。

=1764000+101325 =1865325(kg/(m・s2))

解答

エ kg/(m・s2)  ウ 10^5  A 1.9×10^6  15点

平成27年度 問題2(1)国際単位系(SI)

解説と解答

光束1lm(ルーメン)=1cd・1sr

光束を求める公式 lm=cd・sr

φ(光束)=/I(光度)×Ω(立体角)

I(光度)=φ(光束)/Ω(立体角)

問題文より光束φ=800(lm)、点光源から全ての方向(全球方向)の立体角Ω=4π(sr)

I(光度)=800/4π =63.7(lm)

解答

イ ルーメン(lm)  A 6.4×10^1  10点

平成26年度 問題2(2)国際単位系(SI)

解説と解答
単位の名称単位記号
長さメートルm
質量キログラムkg
時間s
電流アンペアA
熱力学温度ケルビンK
物質量モルmol
光度カンデラcd
SI基本単位

1気圧 101325Pa 約1.0×10^5

解答

ウ 物質量(モル(mol))  A 1.0×10^5  9点

過去の傾向

単位の名称単位記号出題年度
長さメートルm
質量キログラムkg
時間s
電流アンペアA令和元年
熱力学温度ケルビンK令和2年
物質量モルmol平成26年
光度カンデラcd令和5年
SI基本単位
組立量固有の名称記号出題年度
平面角ラジアンrad
立体角ステラジアンsr令和5年
周波数ヘルツHz
ニュートンN令和4年、令和3年、平成30年、平成29年、平成28年
圧力、応力パスカルPa令和3年、平成28年、平成26年
エネルギー、仕事、熱量ジュールJ令和4年、平成30年
電力、動力ワットW令和4年、令和2年
電荷、電気量クーロンC令和4年、令和3年
電位、電位差、電圧、起電力ボルトV令和4年、平成30年、平成29年
静電容量ファラドF平成30年
電気抵抗オームΩ平成29年
インダクタンスヘンリーH
セルシウス温度セルシウス度
光束ルーメンlm令和5年、令和元年、平成27年
照度ルクスlx
熱容量エントロピーJ/K
SI組立単位

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