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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

解答

(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)

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
SI組立単位

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