熱力学

【熱力学】ワットとカロリーの変換方法

更新日:

以前にこちらの記事でワットとジュールの変換について書きました。

【熱力学】ワットとジュールの変換方法

熱量を表す単位のワットとジュール。 熱の計算になれないうちは、この2つの単位を理解するのに苦労するの ...

熱をあつかうときに厄介なのが、エネルギーを表す単位です。カロリー、ワット、ジュール、キロワット、キロカロリー・・・。これらの単位をしっかり理解できれば、エネルギーの考え方を理解できたも同然です。

今回は、ワットとカロリーの変換方法について解説したいと思います。

こちらの記事は動画でも解説しているので、動画の方がいいという方はこちらもどうぞ。

1. ワット

まずはおさらいでワットについて考えてみましょう。

ワットは熱機関の祖であるジェームスワットにちなんでつけられた単位で、1秒当たりに1ジュール生じさせる仕事率です。単位で表すとJ/sになり、単位時間あたりにどれぐらいの仕事をするのかを測るときに便利です。

ポンプの出力、家電製品、発電機、熱交換器の交換熱量など様々なところで使用されます。ワットが分かれば、時間の概念とエネルギーの概念を同時に表すことが出来るので、能力を見るときには非常に便利です。

ワットをSI単位で表すと次のようになります。

 $$W=\frac{J}{s}=\frac{m^2・kg}{s^3}$$

ジュールは「標準重力加速度の下でおよそ102グラムの物体を1メートル持ち上げるときの仕事」と定義されています。SI単位で表すと次のようになります。

 $$W=\frac{J}{s}=\frac{m^2・kg}{s^2}$$

現在は熱量を表すときはジュールやワットが使われるのが一般的です。1948年に熱量を表す際はできるだけジュールを用いることが国際的にも決められています。

2. カロリー

カロリーは1グラムの水の温度を1℃上げるのに必要な熱量です。厳密には温度によって水の密度が変わるので温度を1℃上げるのに必要なエネルギーも変化します。

計量法によるカロリーの定義は1cal=4.184Jになります。食品などの熱量を計算する場合には一般的にカロリーが用いられます。

最近ではカロリーを使用して熱量計算をする人も減りましたが、年配の方にとってはカロリーを使用する事に慣れているためカロリーを用いて計算する人もいます。

【熱力学】意外と知らない知識、食品のカロリーの計算方法

健康意識の高まりから、レストランなどでカロリーを表記している店も多くなりました。 私もそのカロリーを ...

3. ワットとカロリーの変換は?

ワットとカロリーの変換の式について考えてみます。ワットとカロリーはそれぞれ次の式で表すことが出来ます。

$$W=J/s$$

$$1cal=4.184J$$

この2つの式からワットとカロリーを変換する式は次のようになります。

$$W=\frac{1}{4.184s}cal$$

4. 実際に計算してみよう

実際にカロリーとワットを使用して計算をしてみましょう。

 20℃、300kgの水を10分で50℃にしたい場合、最低何kWの電気ヒーターが必要か?

まず、300kgの水を20℃から50℃に昇温するのに必要な熱量は

$$300×(50-20)=9000[kcal]$$

これをジュールに変換すると

$$9000×4.184=37656[kJ]$$

10分(600秒)で昇温させたいので、電気ヒーターに必要な能力は

$$37656÷600=62.76[kJ/s]$$

よって62.76kWになります。

ワットに変換するにはジュールにする必要があるので、カロリーをジュールに変換しなければいけません。カロリー単体で考えると非常に便利ですがワットが絡んでくると途端に使いにくいものになります。

5. まとめ

  • $$W=\frac{1}{4.184s}cal$$
  • カロリーは食品の熱量以外ではあまり使われない
  • ワットから変換するにはジュールに変換する

カロリーからワットに変換する方法について書きました。いまではカロリーが使われることはあまりないかと思いますが、たまに目にすることもあるのでジュールとの関係性を十分に理解しておきましょう。

2020/5/17

【熱力学】マテリアルバランスって何?計算方法や使い方は?

タンクや釜など、ひとつの容器に複数の物体を入れるときにその容器の中が一体何℃になるのかを計算しないといけないことってありますよね? これを計算する方法の1つにマテリアルバランスやエネルギーバランスという考え方があります。 今回は、マテリアルバランス(エネルギーバランス)とは何か?どんな使い方をするのかについて解説していきたいと思います 目次1. マテリアルバランスとは?2. マテリアルバランスの使い方3. 実務でマテリアルバランスを使用する場合4. まとめ 1. マテリアルバランスとは? マテリアリアルバ ...

ReadMore

2020/5/14

【熱力学】キロ、パスカル、圧力の単位が人によって変わる理由

水や蒸気、ガスなどの流体を扱うときに 「その圧力は何キロ?」と言われることもあれば 「その圧力は何メガパスカル?」と言われることもあります。 このように、人によって圧力の単位が微妙に違うので混乱してしまうことがしばしばあります。例えば、「何キロ?」と聞かれているものが「kPa」なのか「kgf/cm2」なのかわからないというところが厄介です。 なぜ人によって圧力の単位の認識が違うのでしょうか?それはSI単位の導入時期と関係がありました。 圧力の単位 圧力を表す単位は大体次のようなものが利用されます。 Pa ...

ReadMore

2020/6/15

【熱力学】水の流量を測定する方法

工場やプラントで新しい設備の導入を検討するときや省エネの検討をするときに、今の設備がどれぐらいのユーティリティを使っているのか知りたいことってありませんか? 既に計測機器が設置されていてきっちり管理されている場合は問題ありませんが、ほとんどの場合はそれぞれの設備で流量計測が実施されていることはありません。 今回は、流量計の設置されていない設備で水の流量を計算する方法について書いてみたいと思います。 こちらの記事は動画でも解説しているので、動画の方がいいという方はこちらもどうぞ。 チャンネル登録はこちら 目 ...

ReadMore

2020/4/27

【熱力学】ワットとカロリーの変換方法

以前にこちらの記事でワットとジュールの変換について書きました。 熱をあつかうときに厄介なのが、エネルギーを表す単位です。カロリー、ワット、ジュール、キロワット、キロカロリー・・・。これらの単位をしっかり理解できれば、エネルギーの考え方を理解できたも同然です。 今回は、ワットとカロリーの変換方法について解説したいと思います。 こちらの記事は動画でも解説しているので、動画の方がいいという方はこちらもどうぞ。 チャンネル登録はこちら 目次1. ワット2. カロリー3. ワットとカロリーの変換は?4. 実際に計算 ...

ReadMore

2020/5/13

【熱力学】エンタルピーって何?内部エネルギー、エントロピーとの違いは?

エンタルピーと聞くと何を思い浮かべますか? 物体の持つエネルギー量・・・ エントロピーとは全く別の概念・・・ 難しい数式で表されて良くわからないもの・・・ そんなイメージを持っている人も多いのではないかと思います。 確かに熱力学の教科書を読むと最初の方に何やらよくわからない数式とエンタルピーが一緒に出てきて頭が混乱してきます。でも、実際にはエンタルピーは工業系の実務で使えるとても便利な考え方なのです。 今回はそんなエンタルピーがどんな場面で利用されているのかについてイラストや動画を交えながら解説してみたい ...

ReadMore

お勧め専門誌

   

   

SNSアカウント

エネ管.com

更新情報が届いたりチャット機能が利用出来ます。
是非、登録をお願いします!

Youtubeチャンネル登録

Twitterでフォロー

LINEで登録



おすすめ通信講座

エネルギー管理士熱分野講座

・効率よく短期間で確実に合格したい
・スマホを使ってすき間時間に勉強したい
・独学だけでは分かりにくい

そんな方にお勧めの通信講座です。

現場技術の資格を取るなら!おすすめ通信講座

最短で資格を取得するためには、いかに効率よく学習するかが重要です。現場技術系の資格取得をサポートするおすすめの通信講座を紹介します。

シンプルで分かりやすいテキスト『SAT』

現場技術系専門の通信講座です。イラストを多用したシンプルで分かりやすいテキストと動画がセットになっています。

価格もお手頃で、特に熱力学などを学んだことのない初学者におすすめの通信講座です。

エネルギー管理士以外にも電験や衛生管理者など25の資格の通信講座を展開しています。

現場系通信講座の老舗『JTEX』

40年の実績がある現場系通信講座の老舗です。動画はなく、レポート提出形式の通信講座になります。価格もお手頃でテキストが分かりやすいと評判です。

  • この記事を書いた人
  • 最新記事

エコおじい

プラント系エンジニアです。2017年から工業技術に関する情報をまとめて発信しています。最近、Youtubeも始めました。応援していただけるという方は更新情報などを発信するので、Twitterのフォローお願いします。

おすすめ記事

1

あなたエネルギー管理士の資格を最短で取得したい。でも、熱力学や流体工学を学んだことがないので、独学だ ...

2

これからエネルギー管理士試験を受けるあなたのために、最短時間でエネルギー管理士に合格する方法を紹介し ...

-熱力学

Copyright© エネ管.com , 2020 All Rights Reserved Powered by AFFINGER5.