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)
量 | 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 | 秒 | 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 |
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 | Hz | Hz=s-1 |
力 | ニュートン | N | N=kg・m/s2 |
圧力、応力 | パスカル | Pa | Pa=N/m2 |
エネルギー、仕事、熱量 | ジュール | J | J=N・m |
電力、動力 | ワット | W | W=J/s |
電荷、電気量 | クーロン | C | C=A・s |
電位、電位差、電圧、起電力 | ボルト | V | V=W/A |
静電容量 | ファラド | F | F=C/V |
電気抵抗 | オーム | Ω | Ω=V/A |
インダクタンス | ヘンリー | H | H=Wb/A |
セルシウス温度 | セルシウス度 | ℃ | ℃=K |
光束 | ルーメン | lm | lm=cd・sr |
照度 | ルクス | lx | lx=lm/m2 |
熱容量エントロピー | J/K | ㎡・kg/(s2・K) |
令和6年度 問題2(1)国際単位系(SI)
解説と解答
ジュールはある物をある力でその方向にある距離を動かしたときの仕事に相当するので単位は
問題文よりN×mで表せる。
質量1kgの物体に1m/s2の加速度を与えるのに必要な力が1N
N=kg×m/s2より
J=kg×m/s2×m =kg×m2/s2
エントロピー=J/K
クーロンC=A×s
問題文よりJ/s=V×A V=J/(s×A) =J/C
(1)ケ kg×m2/s2 (2)オ J/K (3)ア A×s (4)エ J/C
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)
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)
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))
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
量 | 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 | 秒 | 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 |
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)
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
量 | 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 | 秒 | 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 |
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
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
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
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))
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)
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
量 | 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 | 秒 | 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 |
1気圧 101325Pa 約1.0×10^5
ウ 物質量(モル(mol)) A 1.0×10^5 9点
過去の傾向
量 | 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 | 秒 | 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 |
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 | |
力 | 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6年、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6年、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 | 令和6年 |
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